Curso de Redes LAN/WAN. Informática Básica

Transcripción

1 Informática Básica Los computadores, además de ser parte integral de una red, también desempeñan un papel preponderante en el mundo laboral. Las empresas utilizan sus computadores para una gran variedad de propósitos, pero también los usan para tareas administrativas comunes. Utilizan los servidores para almacenar datos importantes y administrar las cuentas de los empleados. Utilizan software de hojas de cálculo para organizar la información financiera, software procesador de texto para llevar registros y correspondencia y navegadores de Web para acceder a los sitios Web de las distintas empresas. Componentes de un PC Como los computadores son importantes elementos básicos de desarrollo de redes, es necesario poder reconocer y nombrar los principales componentes de un PC. Muchos dispositivos de networking son en realidad computadores con fines especiales, con muchas piezas similares a las de un PC "normal". Para poder usar su computador como un medio confiable para obtener información, su computador debe estar en buenas condiciones de funcionamiento, lo que significa que ocasionalmente, tendrá que diagnosticar problemas sencillos en el hardware o software de su computador. Usted debe poder reconocer, nombrar y determinar el propósito de los siguientes componentes del computador: Componentes pequeños separados Transistor: dispositivo que amplifica una señal o abre y cierra un circuito Circuito Integrado: dispositivo fabricado con material semiconductor; contiene varios transistores y realiza una tarea específica Resistencia: dispositivo fabricado en un material que se opone al flujo de la corriente eléctrica Condensador: componente electrónico que almacena energía bajo la forma de un campo electroestático; se compone de dos placas de metal conductor separadas por material aislante. Conector: parte de un cable que se enchufa a un puerto o interfaz Diodo de Emisión de Luz (LED): dispositivo semiconductor que emite luz cuando la corriente lo atraviesa Subsistemas del PC Placa de circuito impreso: placa delgada sobre la cual se colocan chips (circuitos integrados) y otros componentes electrónicos Unidad de CD-ROM: unidad de disco compacto con memoria de sólo lectura, un dispositivo que puede leer información de un CD-ROM CPU: unidad de procesamiento central, el cerebro del computador, donde se realiza la mayoría de los cálculos Unidad de Disquete: una unidad de disco que puede leer y escribir en disquetes Unidad de Disco Duro: el dispositivo que lee y escribe datos en un disco duro Microprocesador: un chip de silicio que contiene una CPU Motherboard: la placa de circuito principal de un microcomputador Bus: un conjunto de cables a través de los cuales se transmiten los datos de una parte a otra del computador NetPC S.A. 1

2 RAM: memoria de acceso aleatorio, también conocida como memoria de lecturaescritura, se le pueden escribir nuevos datos y almacenar datos leídos en ella. Una desventaja de la memoria RAM es que requiere energía eléctrica para mantener el almacenamiento de datos. Si el computador se apaga o pierde energía, todos los datos almacenados en la RAM se pierden, a menos que los datos hayan sido previamente guardados en disco ROM: memoria de solo lectura, memoria del computador en la cual los datos han sido pregrabados; una vez que los datos se han escrito en un chip de ROM, no se pueden eliminar, sólo se pueden leer Unidad del Sistema: la parte principal del PC; la unidad del sistema incluye el chasis, el microprocesador, la memoria principal, el bus y los puertos pero no incluye el teclado, el monitor o cualquier otro dispositivo externo conectado al computador Ranura de Expansión: una apertura en el computador dónde se puede insertar una placa de circuito impreso para agregar nuevas capacidades al computador Fuente de Alimentación : componente que suministra energía al computador Componentes del backplane Backplane: amplia placa de circuito impreso que contiene tomas para las tarjetas de expansión Tarjeta de red: placa de expansión insertada en el computador para que el computador se pueda conectar a la red Tarjeta de Vídeo: placa que se enchufa al PC para otorgarle capacidades de visualización Tarjeta de Sonido: placa de expansión que permite que el computador manipule y reproduzca sonidos Puerto Paralelo: una interfaz que puede transferir más de un bit simultáneamente y que se utiliza para conectar dispositivos externos como por ejemplo impresoras Puerto Serial: una interfaz que se puede utilizar para la comunicación serial, a través de la cual sólo se puede transmitir un bit a la vez Puerto de Ratón: un puerto diseñado para conectar un ratón al PC Cable de Alimentación: cable utilizado para conectar un dispositivo eléctrico a un tomacorrientes a fin de suministrar energía eléctrica al dispositivo Puede considerar los componentes internos de un PC como una red de dispositivos, adheridos al bus del sistema. En cierto sentido, un PC es una pequeña red informática. Flujo de Información En un PC, la información y el suministro eléctrico están en movimiento constante. Puede ser de ayuda para comprender el networking si piensa en el computador como una red en miniatura, en la que todos los diversos dispositivos dentro de la unidad del sistema se conectan y se comunican entre sí. Instrucciones de arranque: Se almacenan en la ROM, hasta que se envían Aplicaciones de software: Se almacenan en la RAM después de cargarse RAM y ROM: Se comunican constantemente con la CPU a través del bus Información de Aplicaciones: se almacena en la RAM mientras se usan las aplicaciones Información Almacenada: Fluye desde la RAM hacia algún dispositivo de almacenamiento Información Exportada: Fluye desde la RAM y la CPU, a través del bus y las ranuras de expansión, hacia la impresora, la tarjeta de vídeo, la tarjeta de sonido o la tarjeta de red. NetPC S.A. 2

3 Sistemas Operativos de Red 3) Windows 95: En 1995, Microsoft introdujo una nueva y mejorada versión del Windows 3.1. Las mejoras de este SO incluyen soporte multitareas y arquitectura de 32 bits, permitiendo así correr mejores aplicaciónes para mejorar la eficacia del trabajo. 4) Windows NT: Esta versión de Windows se especializa en las redes y servidores. Con este SO se puede interactuar de forma eficaz entre dos o más computadoras. 5) OS/2: Este SO fue hecho por IBM. Tiene soporte de 32 bits y su interfaz es muy buena. El problema que presenta este sistema operativo es que no se le ha dad el apoyo que se merece en cuanto a aplicaciones se refiere. Es decir, no se han creado muchas aplicaciones que aprovechen las características de el SO, ya que la mayoría del mercado de software ha sido monopolizado por Windows. 6) Mac OS: Las computadoras Macintosh no serían tan populares como lo son si no tuvieran el Mac OS como sistema operativo de planta. Este sistema operativo es tan amigable para el usuario que cualquier persona puede aprender a usarlo en muy poco tiempo. Por otro lado, es muy bueno para organizar archivos y usarlos de manera eficaz. Este fue creado por Apple Computer, Inc. 7) UNIX: El sistema operativo UNIX fue creado por los laboratorios Bell de AT&T en 1969 y es ahora usado como una de las bases para la supercarretera de la información. Unix es un SO multiusuario y multitarea, que corre en diferentes computadoras, desde supercomputadoras, Mainframes, Minicomputadoras, computadoras personales y estaciones de trabajo. Esto quiere decir que muchos usuarios puede estar usando una misma computadora por medio de terminales o usar muchas de ellas. NetPC S.A. 3

4 Que Son las Redes de Datos? Para Que Sirven? Red de Datos : Conjunto de computadores, equipos de comunicaciones y otros dispositivos que se pueden comunicar entre si, a través de un medio en particular. Objetivos principales: 1.La información debe ser entregada de manera confiable y sin daños en los datos. 2.La información debe entregarse de manera consistente. 3.Los equipos que forman la red deben ser capaces de identificarse entre si. 4.Debe existir una manera estandarizada de nombrar e identificar las partes de la red. Las redes, entre otras cosas, sirven para: Compartir recursos y ahorrar dinero. Aumentar la disponibilidad de la información. Reseña Histórica En los primeros años de la computación los host intercambiaban información directamente con los dispositivos que tenían conectados como: Lectores de tarjetas e Impresoras. Luego con el uso interactivo de las computadoras se requirió de conexiones locales y más tarde, remota de terminales de usuario. En 1969 comenzó a funcionar una versión experimental de ARPANET con cuatro nodos. El experimento fue un éxito, a partir de este punto, comenzó a extenderse por los Estados Unidos. En 1975 la agencia de comunicación para la defensa DCA asumió la responsabilidad del funcionamiento de la red, que aun era considerada una Red de investigación. Clases de Redes : LAN, MAN, WAN. Red de área Local / Local Area Network (LAN) Se trata de una red que cubre una extensión reducida como una empresa, una universidad, un colegio, etc. No habrá por lo general dos ordenadores que disten entre sí más de un kilómetro. Una configuración típica en una red de área local es tener una computadora llamada servidor de ficheros en la que se almacena todo el software de control de la red así como el software que se comparte con los demás ordenadores de la red. Los ordenadores que no son servidores de ficheros reciben el nombre de estaciones de trabajo. Estos suelen ser menos potentes y suelen tener software personalizado por cada usuario. La mayoría de las redes LAN están conectadas por medio de cables y tarjetas de red, una en cada equipo. NetPC S.A. 4

5 Red de área Metropolitana / Metropolitan Area Network (MAN) Las redes de área metropolitana cubren extensiones mayores como puede ser una ciudad o un distrito. Mediante la interconexión de redes LAN se distribuye la información a los diferentes puntos del distrito. Bibliotecas, universidades u organismos oficiales suelen interconectarse mediante este tipo de redes. Redes de área Extensa / Wide Area Network (WAN) Las redes de área extensa cubren grandes regiones geográficas como un país, un continente o incluso el mundo. Cable transoceánico o satélites se utilizan para enlazar puntos que distan grandes distancias entre sí. Con el uso de una WAN se puede contactar desde España con Japón sin tener que pagar enormes cantidades de teléfono. La implementación de una red de área extensa es muy complicada. Se utilizan multiplexadores para conectar las redes metropolitanas a redes globales utilizando técnicas que permiten que redes de diferentes características puedan comunicarse sin problemas. El mejor ejemplo de una red de área extensa es Internet. Protocolos de LAN Una red es una configuración de computadora que intercambia información. Pueden proceder de una variedad de fabricantes y es probable que tenga diferencias tanto en hardware como en software, para posibilitar la comunicación entre estas es necesario un conjunto de reglas formales para su interacción. A estas reglas se les denominan protocolos. Un protocolo es un conjunto de reglas establecidas entre dos dispositivos para permitir la comunicación entre ambos. IPX/SPX IPX/SPX, o Intercambio de paquetes entre redes / Intercambio secuencial de paquetes, es en realidad una combinación de dos protocolos, IPX y SPX. Partiendo del protocolo Sistema de red Xerox (XNS), IPX se creó junto con SPX para trabajar con el sistema operativo de red de Novell Inc., a principio de los ochenta. Estos dos protocolos NetPC S.A. 5

6 conforma el protocolo central utilizado por todos los sistemas operativos de red de Novell NetWare, incluyendo las versiones 2.x, 3.x y 4.x. IPX IPX es un protocolo de red sin conexiones, por lo que no está garantizado que cada bloque de información de la red (paquete) que recorre la misma entre un origen y un destino, complete este camino o llegue al destino en la posición adecuada (secuencia). Sin embargo, esto no es malo. Par evitar el caos que se produciría si no existiera un cierto orden de notificaciones de envío y recepción, cada paquete IPX incluye un campo de comprobación cíclica redundante (CRC), que informa el dispositivo receptor de cada paquete que llega correctamente. Si el paquete se daña por el camino, el dispositivo receptor ignorará dicho paquete y esperará una nueva transmisión, que se efectuará automáticamente desde el dispositivo emisor cuando no reciba la señal de aceptación. SPX El protocolo IPX funciona bien con la mayoría de las aplicaciones que no necesitan asegurarse de que el paquete ha llegado en un orden concreto dentro de un tiempo establecido. Sin embargo, para aplicaciones que requieran esta información, IPX no proporciona la funcionalidad deseada. Por ejemplo, si un sistema de videoconferencia no es capaz de enviar y recibir paquetes de información (voz e imágenes) en el orden apropiado y sincronizados en el tiempo, la aplicación no servirá de nada, ya que las imágenes aparecerán como un barullo de información. Para combatir este problema, SPX, protocolo de alto nivel que amplía las posibilidades de IPX, puede generar un circuito virtual entre los dispositivos de la red. A diferencia de IPX, cuando una estación de trabajo recibe un paquete SPX, está obligada a contestar aunque el paquete no haya llegado correctamente. Si un paquete se daña durante la transmisión, la estación receptora esperará a que se vuelva a enviar antes de aceptar los paquetes siguientes desde la estación de origen. NetBEUI Cuando Microsoft desarrolló Windows para Trabajo en Grupo (WFW), el protocolo NetBEUI fue sin duda una buena elección, y muchas redes locales, hoy en día, siguen trabajando con NetBEUI aunque hayan actualizado a NT y a Windows 95. El nombre NetBEUI proviene de NetBIOS Extended User Interface, y su nombre ha creado una innegable confusión entre ambos. NetBIOS es un interfaz de programación, mientras que NetBEUI es un protocolo de red. La mayoría del software de Microsoft así como muchos programas que funcionan sobre plataforma Windows, utilizan el interfaz de programación NetBIOS. De esta forma, muchos administradores de red continúan utilizando NetBEUI tras haber instalado en sus sistemas otros protocolos, puesto que piensan que las aplicaciones de software no van a funcionar sin NetBEUI. El ideal de usuario NetBEUI es una red local pequeña, o los departamentos pequeños de una red empresarial más grande. Necesita relativamente poca memoria. Además, al no disponer de parámetros de configuración, se optimiza automáticamente, y es compatible con las redes Microsoft. También es una buena elección para redes que disponen de viejos equipos basados en DOS, puesto que NetPC S.A. 6

7 necesita poca memoria. Recuerde que debe ejecutarlo tanto en los clientes como en los servidores. TCP/IP Qué es TCP/IP? Cuando se habla de TCP/IP, se relaciona automáticamente como el protocolo sobre el que funciona la red Internet. Esto, en cierta forma es cierto, ya que se le llama TCP/IP, a la familia de protocolos que nos permite estar conectados a la red Internet. Este nombre viene dado por los dos protocolos estrella de esta familia: El protocolo TCP, funciona en el nivel de transporte del modelo de referencia OSI, proporcionando un transporte fiable de datos. El protocolo IP, funciona en el nivel de red del modelo OSI, que nos permite encaminar nuestros datos hacia otras maquinas. Es un protocolo DARPA que proporciona transmisión fiable de paquetes de datos sobre redes. El nombre TCP/IP Proviene de dos protocolos importantes de la familia, el Transmisión Control Protocol (TCP ) y el Internet Protocol (IP). Todos juntos llegan a ser más de 100 protocolos diferentes definidos en este conjunto. COMO FUNCIONA TCP/IP Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloques de datos en paquetes, cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control; tal como la dirección del destino, seguido de los datos. Cuando se envía un archivo por la red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes. El Internet protocol (IP), un protocolo de la capa de red, permite a las aplicaciones ejecutarse transparentemente sobre redes interconectadas. Cuando se utiliza IP, no es necesario conocer que hardware se utiliza, por tanto ésta corre en una red de área local. El Transmission Control Protocol (TCP); un protocolo de la capa de transporte, asegura que los datos sean entregados, que lo que se recibe, sea lo que se pretendía enviar y que los paquetes que sean recibidos en el orden en que fueron enviados. TCP terminará una conexión si ocurre un error que haga la transmisión fiable imposible. ADMINISTRACION TCP/IP TCP/IP es una de las redes más comunes utilizadas para conectar computadoras con sistema UNIX. Las utilidades de red TCP/IP forman parte de la versión 4, muchas facilidades de red como un sistema UUCP, el sistema de correo, RFS y NFS, pueden utilizar una red TCP/IP para comunicarse con otras máquinas. Para que la red TCP/IP esté activa y funcionado será necesario: Obtener una dirección Internet. Configurar la red para TCP/IP. Configurar los guiones de arranque TCP/IP. Identificar otras máquinas ante el sistema. TOPOLOGIA DE LAS REDES LAN La topología de la LAN la define el hardware. Hay tres topologías básicas: 1) Estrella (star). Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el hub. Los sistemas host-terminales también usan una topología estrella, con el host en el centro, pero se diferencian por la forma de NetPC S.A. 7

8 comunicación. En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con host, una terminal se comunica con el host y el host con la otra. 2)Bus. En esta topología hay un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos cerrados ni tener bifurcaciones. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues los transceptores de todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos "terminadores" en ambos extremos del cableado de la misma. 3)Anillo. En este caso, las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información generalmente recorre el anillo en forma unidireccional, cada máquina recibe la información de la máquina previa, la analiza, y si no es para ella, la retransmite a la siguiente. NetPC S.A. 8

9 Direccionamiento IP Que es una Dirección IP Las direcciones del nivel de red en Internet pueden representarse de manera simbólica o numérica. Una dirección simbólica es por ejemplo www. pntic.mec.es Una dirección numérica se representa por cuatro campos separados por puntos, como , los cuales no pueden superar el valor 255 ( en binario). La correspondencia entre direcciones simbólicas y numéricas las realiza el DNS (Domain Name System). Para poder identificar una máquina en Internet cada una de ellas tiene una dirección IP (Internet Protocol) la cual es asignada por InterNIC (Internet Network Information Center). Las direcciones numéricas son las que entiende la máquina y se representan por 32 bits con 4 campos de 8 bits cada uno, aunque normalmente se pasan de binario a decimal. Por ejemplo es en binario: \ / \ / \ / \ / Clases de IP Una parte de los bits representa la red y el resto la máquina (host). En este caso como veremos los dos primeros campos representan la red (16 bits) y 2.8 (16 bits) al host. Los paquetes de datos que maneja Internet a nivel de red se llaman datagramas. Estos llevan tanto la dirección de la máquina transmisora como la receptora. Existen cinco clases de direcciones IP según la manera de repartir los bits entre la dirección de red y el número de host. Clase A 0 RED NÚMERO DE HOST Clase B 1 0 RED NÚMERO DE HOST NetPC S.A. 9

10 Clase C RED NÚMERO DE HOST Clase D DIRECCIONES MULTICAST Clase E RESERVADAS En las clases A, B, y C las direcciones con la parte de número de host con todos los bits puestos a 0 indican la red por lo que no se pueden asignar a ningún host; igualmente tan poco se pueden asignar a un host las direcciones con el número de host con todos los bits puestos a 1 porque se dejan para los paquetes broadcast dirigidos a todas las máquinas de la red. Por ejemplo en la red anterior que es clase B la red es y la dirección broadcast Las direcciones de Clase A usan 7 bits para el número de red dando un total de 126 (128-2) posibles redes de este tipo ya que la dirección se utiliza para reconocer la dirección de red propia y la red 127 es la del lazo interno de la máquina. Los restantes 24 bits son para el número de host, quitando las que son todos los bits a 0 ó a 1 con lo cual tenemos hasta = = direcciones. Son las redes a Las direcciones de Clase B utilizan 14 bits para la dirección de red ( posibles redes de este tipo) y 16 bits para el host (hasta máquinas). Son las redes a Las direcciones de clase C tienen 21 bits para la red ( redes) y 8 bits para el host (254 máquinas). Son las redes a Las direcciones de clase D están reservadas para multicasting que son usadas por direcciones de host en áreas limitadas. Las direcciones de Clase E están reservadas para uso futuro. La clase que se elija para una red dada dependerá del número de máquinas que tenga y las que se prevean en el futuro. Como vimos antes el número de red es asignado por el NetPC S.A. 10

11 NIC o por el organismo de cada país en quien él delegue. El número de host lo asignará el administrador que controla la red. SUBREDES Y MÁSCARAS DE SUBRED Puede darse el caso de que una red crezca en un número de máquinas significativo o que se quiera instalar una nueva red además de la que ya existía. Para conseguir mayor funcionalidad podemos dividir nuestra red en subredes dividiendo en dos partes el número de host, una para identificar la subred, y la otra parte para identificar la máquina (subnetting). Esto lo decidirá el responsable de la red sin que intervenga el NIC. Podemos tener asignada una red normalmente de las clases B ó C y dividirla en dos o más subredes según nuestras necesidades comunicados por routers. Clase B 1 0 RED SUBRED NÚMERO DE HOST Clase C RED SRED Nº DE HOST El conjunto formado por la subred y el número de host se conoce como dirección local o parte local. Un host remoto verá la dirección local como el número de host. El número de bits correspondientes a la subred y al número de host son elegidos libremente por el administrador. Esta división se realiza utilizando una máscara de subred. Esta es un número binario de 32 bits. Los bits que estén a "1" indicarán el campo de la dirección IP dedicada a la red y los bits puestos a "0" indicarán la parte dedicada al host. La máscara de subred se representa normalmente en notación decimal. Por ejemplo si no utilizamos subredes y dejamos la red como una sola, para una red clase B la máscara será: \ / \ / \ / \ / Si queremos dividirla en subredes tomaremos los 16 bits de la parte local y pondremos a "1" la parte que queremos represente a las subredes. Por ejemplo si queremos 8 subredes necesitaremos en binario 3 bits para referenciarlas. La máscara que necesitamos será: es decir en decimal. Al emplear 13 bits para el host podríamos tener hasta =8190 máquinas en cada subred. Lo normal a la hora de añadir "unos" a la máscara inicial para definir las subredes es hacerlo de manera contigua para ver los campos claramente. Si tenemos una red clase C cuya máscara sin subredes es y queremos dividirla en 4 subredes solo necesitamos 2 bits para definirlas: \ / \ / \ / \ / NetPC S.A. 11

12 Esta máscara permitiría hasta 2 6-2=62 hosts en cada subred. FORMAS DE DIVISIÓN EN SUBREDES Hay dos formas de dividir una red en subredes: longitud estática y longitud variable. Se pueden utilizar según el protocolo de encaminamiento. El encaminamiento IP nativo solo soporta longitud estática al emplear el protocolo RIP. Con el protocolo RIP2 se consigue utilizar longitud variable. La longitud estática implica que todas las subredes deben tener la misma máscara lo que obligará a poner la que necesite la que tenga más ordenadores. La longitud variable permite que no haya que variar las direcciones de red caso de cambios en una de sus subredes. Una subred que necesita dividirse en otras dos puede hacerlo a añadiendo un bit a su máscara sin afectar al resto. No todos los routers y host soportan la longitud variable de máscaras. Si un host no soporta este método deberá encaminarse hacia un router que si lo soporte. Direcciones Broadcast Hay diferentes tipos de broadcast: Direcciones de broadcast limitadas: La dirección con todos los bits a "1" se usa en redes que soportan broadcasting, e indica todos los host de la subred. Los routers no reenvían la información fuera de la subred. Direcciones de broadcast de red: En una red sin subredes poniendo a "1" los bits del campo de número de host Direcciones de broadcast de subred: Poniendo a "1" solo la parte del número de host de la dirección local. Broadcast a todas las subredes: Poniendo toda la parte local a "1". Multicasting Para tener más flexibilidad que la proporcionada por el método broadcast que se dirige a todos los miembros de una subred o de una red, existe el método multicast, el cual nos permite dirigirnos a grupos de hosts dentro de la red. El datagrama IP para multicast como vimos antes es de clase D cuyos cuatro primeros bits son 1110 el primer octeto va de a luego el rango de direcciones será de a DIRECCIONES IP PRIVADAS Las redes privadas de organizaciones que no están directamente conectadas a Internet esto es, las redes que se conectan por medio de un proxy o un router a una única línea con una sola dirección IP dada por un proveedor de servicios tienen asignado unos rangos de direcciones IP para su funcionamiento interno. Estos son: Para clase A una única dirección de red: 10 Para clase B 16 redes del rango a Para clase C 256 direcciones de red: a Estas direcciones IP no son utilizadas por los routers para su comunicación con Internet, y se utilizan solo dentro de la organización. Estas redes (Intranet) tienen la ventaja de ser mucho menos accesibles a ataques desde el exterior. NetPC S.A. 12

13 TOPOLOGÍA DE UNA RED La topología de una red define únicamente la distribución del cable que interconecta los diferentes ordenadores, es decir, es el mapa de distribución del cable que forma la intranet. Define cómo se organiza el cable de las estaciones de trabajo. A la hora de instalar una red, es importante seleccionar la topología más adecuada a las necesidades existentes. Hay una serie de factores a tener en cuenta a la hora de decidirse por una topología de red concreta y son : La distribución de los equipos a interconectar. El tipo de aplicaciones que se van a ejecutar. El tráfico que va a soportar la red local. La capacidad de expansión. Se debe diseñar una intranet teniendo en cuenta la escalabilidad. No se debe confundir el término topología con el de arquitectura. La arquitectura de una red engloba : La topología. El método de acceso al cable. Protocolos de comunicaciones. TOPOLOGÍA FÍSICA Es lo que hasta ahora se ha venido definiendo; la forma en la que el cableado se realiza en una red. Existen tres topología físicas puras : Topología en anillo. Topología en bus. Topología en estrella. Existen mezclas de topologías físicas, dando lugar a redes que están compuestas por mas de una topología física. TOPOLOGÍA LÓGICA Es la forma de conseguir el funcionamiento de una topología física cableando la red de una forma más eficiente. Existen topologías lógicas definidas : Topología anillo-estrella : implementa un anillo a través de una estrella física. Topología bus-estrella : implementa una topología en bus a través de una estrella física. TOPOLOGÍA EN BUS Consta de un único cable que se extiende de un ordenador al siguiente de un modo serie. Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus. Sus principales ventajas son : Fácil de instalar y mantener. No existen elementos centrales del que dependa toda la red, cuyo fallo dejaría inoperativas a todas las estaciones. Sus principales inconvenientes son : Si se rompe el cable en algún punto, la red queda inoperativa por completo. NetPC S.A. 13

14 Cuando se decide instalar una red de este tipo en un edificio con varias plantas, lo que se hace es instalar una red por planta y después unirlas todas a través de un bus troncal. TOPOLOGÍA EN ANILLO Sus principales características son : El cable forma un bucle cerrado formando un anillo. Todos los ordenadores que forman parte de la red se conectan a ese anillo. Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo paso de testigo. Los principales inconvenientes serían : Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red. Es difícil de instalar. Requiere mantenimiento. TOPOLOGÍA EN ESTRELLA Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un punto central (concentrador), formando una estrella física. Habitualmente sobre este tipo de topología se utiliza como método de acceso al medio poolling, siendo el nodo central el que se encarga de implementarlo. Cada vez que se quiere establecer comunicación entre dos ordenadores, la información transferida de uno hacia el otro debe pasar por el punto central. Existen algunas redes con esta topología que utilizan como punto central una estación de trabajo que gobierna la red. La velocidad suele ser alta para comunicaciones entre el nodo central y los nodos extremos, pero es baja cuando se establece entre nodos extremos. Este tipo de topología se utiliza cuando el trasiego de información se va a realizar preferentemente entre el nodo central y el resto de los nodos, y no cuando la comunicación se hace entre nodos extremos. Si se rompe un cable sólo se pierde la conexión del nodo que interconectaba, es fácil de detectar y de localizar un problema en la red. TOPOLOGÍA EN ESTRELLA PASIVA Se trata de una estrella en la que el punto central al que van conectados todos los nodos es un concentrador (hub) pasivo, es decir, se trata únicamente de un dispositivo con muchos puertos de entrada. TOPOLOGÍA DE ESTRELLA ACTIVA Se trata de una topología en estrella que utiliza como punto central un hub activo o bien un ordenador que hace las veces de servidor de red. En este caso, el hub activo se encarga de repetir y regenerar la señal transferida e incluso puede estar preparado para realizar estadísticas del rendimiento de la red. Cuando se utiliza un ordenador como nodo central, es éste el encargado de gestionar la red, y en este caso suele ser además del servidor de red, el servidor de ficheros. TOPOLOGÍA ANILLO-ESTRELLA TOPOLOGÍAS LÓGICAS NetPC S.A. 14

15 Uno de los inconvenientes de la topología en anillo era que si el cable se rompía toda la red quedaba inoperativa; con la topología mixta anillo-estrella, éste y otros problemas quedan resueltos. Las principales características son : Cuando se instala una configuración en anillo, el anillo se establece de forma lógica únicamente, ya que de forma física se utiliza una configuración en estrella. Se utiliza un concentrador, o incluso un servidor de red (uno de los nodos de la red, aunque esto es el menor número de ocasiones) como dispositivo central, de esta forma, si se rompe algún cable sólo queda inoperativo el nodo que conectaba, y los demás pueden seguir funcionando. El concentrador utilizado cuando se está utilizando esta topología se denomina MAU (Unidad de Acceso Multiestación), que consiste en un dispositivo que proporciona el punto de conexión para múltiples nodos. Contiene un anillo interno que se extiende a un anillo externo. A simple vista, la red parece una estrella, aunque internamente funciona como un anillo. Cuando la MAU detecta que un nodo se ha desconectado (por haberse roto el cable, por ejemplo), puentea su entrada y su salida para así cerrar el anillo. TOPOLOGÍA BUS-ESTRELLA Este tipo de topología es en realidad una estrella que funciona como si fuese en bus. Como punto central tiene un concentrador pasivo (hub) que implementa internamente el bus, y al que están conectados todos los ordenadores. La única diferencia que existe entre esta topología mixta y la topología en estrella con hub pasivo es el método de acceso al medio utilizado. Redes Ethernet Ethernet, al que también se conoce como IEEE 802.3, es el estándar más popular para las LAN que se usa actualmente. El estándar emplea una topología lógica de bus y una topología física de estrella o de bus. Ethernet permite datos a través de la red a una velocidad de 10 Mbps. Ethernet usa un método de transmisión de datos conocido como Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisiones (CSMA/CD). Antes de que un nodo envíe algún dato a través de una red Ethernet, primero escucha y se da cuenta si algún otro nodo está transfiriendo información. De no ser así, el nodo transferirá la información a través de la red. Todos los otros nodos escucharán y el nodo seleccionado recibirá la información. En caso de que dos nodos traten de enviar datos por la red al mismo tiempo, cada nodo se dará cuenta de la colisión y esperará una cantidad de tiempo aleatoria antes de volver a hacer el envío. La topología lógica de bus de Ethernet permite que cada nodo tome su turno en la transmisión de información a través de la red. Así, la falla de un solo nodo no hace que falle la red completa. Aunque CSMA/CD es una forma rápida y eficiente para transmitir datos, una red muy cargada podría llegar al punto de saturación. Sin embargo, con una red diseñada adecuadamente, la saturación rara vez es preocupante. Existen tres estándares de Ethernet, 10BASE5, 10BASE2, y 10BASE-T, que definen el tipo de cable de red, las especificaciones de longitud y la topología física que debe utilizarse para conectar nodos en la red. NetPC S.A. 15

16 Redes Token Ring Token Ring, también llamado IEEE 802.5, fue ideado por IBM y algunos otros fabricantes. Con operación a una velocidad de 4 Mbps o 16 Mbps, Token Ring emplea una topología lógica de anillo y una topología física de estrella. La NIC de cada computadora se conecta a un cable que, a su vez, se enchufa a un hub central llamado unidad de acceso a multiestaciones (MAU). Token Ring se basa en un esquema de paso de señales (token passing), es decir que pasa un token (o señal) a todas las computadoras de la red. La computadora que esté en posesión del token tiene autorización para transmitir su información a otra computadora de la red. Cuando termina, el token pasa a la siguiente computadora del anillo. Si la siguiente computadora tiene que enviar información, acepta el token y procede a enviarla. En caso contrario, el token pasa a la siguiente computadora del anillo y el proceso continúa. La MAU se salta automáticamente un nodo de red que no esté encendido. Sin embargo, dado que cada nodo de una red Token Ring examina y luego retransmite cada token (señal), un nodo con mal funcionamiento puede hacer que deje de trabajar toda la red. Token Ring tiende a ser menos eficiente que CSMA/CD (de Ethernet) en redes con poca actividad, pues requiere una sobrecarga adicional. Sin embargo, conforme aumenta la actividad de la red, Token Ring llega a ser más eficiente que CSMA/CD. Modelo OSI NetPC S.A. 16

17 Capa 7: La capa de aplicación: La capa de aplicación es la capa del modelo OSI más cercana al usuario, y está relacionada con las funciones de mas alto nivel que proporcionan soporte a las aplicaciones o actividades del sistema, suministrando servicios de red a las aplicaciones del usuario y definiendo los protocolos usados por las aplicaciones individuales. Es el medio por el cual los procesos de aplicación de usuario acceden al entorno OSI. Su función principal es proporcionar los procedimientos precisos que permitan a los usuarios ejecutar los comandos relativos a sus propias aplicaciones. Los procesos de las aplicaciones se comunican entre sí por medio de las entidades de aplicación asociadas, estando éstas controladas por protocolos de aplicación, y utilizando los servicios del nivel de presentación. Difiere de las demás capas debido a que no proporciona servicios a ninguna otra capa OSI, sino solamente a aplicaciones que se encuentran fuera del modelo OSI. La capa de aplicación establece la disponibilidad de los diversos elementos que deben participar en la comunicación, sincroniza las aplicaciones que cooperan entre sí y establece acuerdos sobre los procedimientos de recuperación de errores y control de la integridad de los datos. Algunos ejemplos de procesos de aplicación son: Programas de hojas de cálculo. Programas de procesamiento de texto. Transferencia de archivos (ftp). Login remoto (rlogin, telnet). Correo electrónico (mail - smtp). Páginas web (http). Capa 6: La capa de presentación: La capa de presentación proporciona sus servicios a la capa de aplicación, garantizando que la información que envía la capa de aplicación de un sistema pueda ser entendida y utilizada por la capa de aplicación de otro, estableciendo el contexto sintáctico del diálogo. Su tarea principal es aislar a las capas inferiores del formato de los datos de la aplicación, transformando los formatos particulares (ASCII, EBCDIC, etc.) en un formato común de red. Es también las responsable de la obtención y de la liberalización de la conexión de sesión cuando existan varias alternativas disponibles. Por ello, de ser necesario, la capa de presentación realiza las siguientes operaciones: NetPC S.A. 17

18 traducir entre varios formatos de datos utilizando un formato común, estableciendo la sintaxis y la semántica de la información transmitida. Para ello convierte los datos desde el formato local al estándar de red y viceversa. definir la estructura de los datos a transmitir. Por ejemplo, en el caso de un acceso a base de datos, definir el orden de transmisión y la estructura de los registros,definir el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc), dar formato a la información para visualizarla o imprimirla, comprimir los datos si es necesario, aplicar a los datos procesos criptográficos. Capa 5: La capa de sesión: La capa de sesión proporciona sus servicios a la capa de presentación, proporcionando el medio necesario para que las entidades de presentación en cooperación organicen y sincronicen su diálogo y procedan al intercambio de datos. Sus principales funciones son: Establece, administra y finaliza las sesiones entre dos hosts que se están comunicando. Si por algún motivo una sesión falla por cualquier causa ajena al usuario, esta capa restaura la sesión a partir de un punto seguro y sin perdida de datos o si esto no es posible termina la sesión de una manera ordenada chequeando y recuperando todas sus funciones, evitando problemas en sistemas transaccionales. Sincroniza el diálogo entre las capas de presentación de los dos hosts y administra su intercambio de datos, estableciendo las reglas o protocolos para el dialogo entre maquinas y así poder regular quien habla y por cuanto tiempo o si hablan en forma alterna, es decir, las reglas del dialogo que son acordadas. Ofrece disposiciones para una eficiente transferencia de datos, clase de servicio y un registro de excepciones acerca de los problemas de la capa de sesión, presentación y aplicación. Manejar tokens. Los tokens son objetos abstractos y únicos que se usan para controlar las acciones de los participantes en la comunicación. Hacer checkpoints, que son puntos de recuerdo en la transferencia de datos. Capa 4: La capa de transporte: La capa de transporte proporciona sus servicios a la capa de sesión, efectuándo la transferencia de datos entre dos entidades de sesión. Para ello segmenta los datos originados en el host emisor y los reensambla en una corriente de datos dentro del sistema del host receptor. El límite entre la capa de sesión y la capa de transporte puede imaginarse como el límite entre los protocolos de capa de medios y los protocolos de capa de host. Mientras que las capas de aplicación, presentación y sesión están relacionadas con aspectos de las aplicaciones, las tres capas inferiores se encargan del transporte de datos. Además, esta capa es la primera que se comunica directamente con su par de destino, ya que la comunicación de las capas anteriores es de tipo máquina a máquina. La capa de transporte intenta suministrar un servicio de transporte de datos que aísla las capas superiores de los detalles de implementación del transporte, liberándolas de luchar por conseguir una transferencia de datos segura y económica. Específicamente, temas como la confiabilidad del transporte entre dos hosts es responsabilidad de la capa de transporte. Al proporcionar un servicio de comunicaciones, la capa de transporte establece, mantiene y termina adecuadamente los circuitos virtuales. Al proporcionar un NetPC S.A. 18

19 servicio confiable, se utilizan dispositivos de detección y recuperación de errores de transporte. Se conocen con el nombre de circuitos virtuales a las conexiones que se establecen dentro de una subred, y en ellos no hay la necesidad de tener que elegir una ruta nueva para cada paquete, ya que cuando se inicia la conexión se determina una ruta de la fuente al destino, ruta que es usada para todo el tráfico posterior. Podemos resumir las funciones de la capa de transporte en los siguientes puntos: Controla la interacción entre procesos usuarios. Incluye controles de integración entre usuarios de la red para prevenir perdidas o doble procesamiento de transmisiones. Controla el flujo de transacciones y direccionamiento de maquinas a procesos de usuario. Asegura que se reciban todos los datos y en el orden adecuado, realizando un control de extremo a extremo. Acepta los datos del nivel de sesión, fragmentándolos en unidades más pequeñas, llamadas segmentos, en caso necesario y los pasa al nivel de red. Realiza funciones de control y numeración de unidades de información, fragmentación y reensamblaje de mensajes. Se encarga de garantizar la transferencia de información a través de la sub-red. Capa 3: La capa de red: La capa de red proporciona sus servicios a la capa de transporte, siendo una capa compleja que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas de hosts que pueden estar ubicados en redes geográficamente distintas. También se ocupa de aspectos de contabilidad de paquetes. Es la responsable de las funciones de conmutación y encaminamiento de la información, proporcionando los procedimientos precisos necesarios para el intercambio de datos entre el origen y el destino, por lo que es necesario que conozca la topología de la red, con objeto de determinar la ruta más adecuada. Podemos resumir las funciones de la capa de red en los siguientes puntos: Divide los mensajes de la capa de transporte en unidades más complejas, denominadas paquetes, y los ensambla al final. Debe conocer la topología de la subred y manejar el caso en que las fuente y el destino están en redes distintas. Para ello, se encarga de encaminar la información a través de la subred, mirando las direcciones del paquete para determinar los métodos de conmutación y enrutamiento, y rutea los paquetes de la fuente al destino a través de ruteadores intermedios. Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas. Debe controlar la congestión de la subred. En esta capa es donde trabajan los routers. Capa 2: La capa de enlace de datos: La capa de enlace proporciona sus servicios a la capa de red, suministrando un tránsito de datos confiable a través de un enlace físico. Al hacerlo, la capa de enlace de datos se ocupa del direccionamiento físico (comparado con el lógico), la topología de red, el acceso a la red, la notificación de errores, formación y NetPC S.A. 19

20 entrega ordenada de tramas y control de flujo. Por lo tanto, su principal misión es convertir el medio de transmisión en un medio libre de errores de cualquier tipo. Sus principales funciones son: Establece los medios necesarios para una comunicación confiable y eficiente entre dos máquinas en red. Agrega una secuencia especial de bits al principio y al final del flujo inicial de bits de los paquetes, estructurando este flujo bajo un formato predefinido llamado trama o marco. Suelen ser de unos cientos de bytes. Sincroniza el envío de las tramas, transfiéndolas de una forma confiable libre de errores. Para detectar y controlar los errores se añaden bits de paridad, se usan CRC (Códigos Cíclicos Redundantes) y envío de acuses de recibo positivos y negativos, y para evitar tramas repetidas se usan números de secuencia en ellas. Envía los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas. Controla la congestión de la red. Regula la velocidad de tráfico de datos. Controla el flujo de tramas mediante protocolos que prohiben que el remitente envíe tramas sin la autorización explícita del receptor, sincronizando así su emisión y recepción. Se encarga de la de secuencia, de enlace lógico y de acceso al medio (soportes físicos de la red). Capa 1: La capa física: La misión principal de esta capa es transmitir bits por un canal de comunicación, de manera que cuanto envíe el emisor llegue sin alteración al receptor. La capa física proporciona sus servicios a la capa de enlace de datos, definiendo las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales, relacionando la agrupación de circuitos físicos a través de los cuales los bits son movidos. Las características tales como niveles de voltaje, temporización de cambios de voltaje, velocidad de datos físicos, distancias de transmisión máximas, conectores físicos y otros atributos similares se definen a través de las especificaciones de la capa física. Sus principales funciones las podemos resumir en: Definir las características físicas (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión). Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico). Transmitir el flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna. Maneja voltajes y pulsos eléctricos. Especificar cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión, polos en un enchufe, etc. Garantizar la conexión, pero no la fiabilidad de ésta. Esta capa solamente reconoce bits individuales, no reconoce caracteres ni tramas multicaracter. NetPC S.A. 20

21 Encapsulamiento.- Si un computador A desea enviar datos a otro B, en primer término los datos que se deben enviar se deben colocar en paquetes que se puedan administrar y rastrear a través de un proceso denominado encapsulamiento. Las tres capas superiores (aplicación, presentación y sesión) preparan los datos para su transmisión creando un formato común para la transmisión. Una vez pasados a formato común, el encapsulamiento rodea los datos con la información de protocolo necesaria antes de que se una al transito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información final y otros tipos de información. La palabra "encabezado" significa que se ha agregado la información correspondiente a la dirección. Una vez que se envían los datos desde el origen, viajan a través de la capa de aplicación directo hacia las otras capas. El empaquetamiento y el flujo de los datos que se intercambian experimentan cambios a medida que las redes ofrecen sus servicios a los usuarios finales. Como muestra la figura, las redes deben realizar los siguientes cinco pasos de conversión a fin de encapsular los datos: 1.- Crear los datos (capa de Presentación). Cuando un usuario envía un mensaje de correo electrónico, sus caracteres alfanuméricos se convierten en datos que pueden recorrer la internetwork. 2.- Empaquetar los datos para ser transportados de extremo a extremo (capa Transporte). Se dividen los datos en unidades de un tamaño que se pueda administrar, llamados segmentos, y se les asignan números de secuencia para asegurarse de que los hosts receptores vuelvan a unir los datos en el orden correcto. Luego los empaqueta para ser transportados por la internetwork. Al utilizar segmentos, la función de transporte asegura que los hosts del mensaje en ambos extremos del sistema de correo electrónico se puedan comunicar de forma confiable. 3.- Agregar la dirección de red al encabezado (capa de Red). El siguiente proceso se produce en la capa de red, que encapsula el segmento creando un paquete o datagrama, agregándole una dirección de red destino y origen, por lo general IP. Con esto, los datos se colocan en un paquete que contiene el encabezado de red con las direcciones lógicas de origen y destino. Estas direcciones ayudan a los dispositivos de red a enviar los paquetes a través de la red por una ruta seleccionada. 4.- Agregar la dirección local al encabezado de enlace de datos (capa Enlace de datos). En la capa de enlace de datos continúa el encapsulamiento del paquete, con la creación de una trama. Le agrega a la trama la dirección local (MAC de la tarjeta de red, única para cada tarjeta) origen y destino. Luego, la capa de enlace de datos transmite los bits binarios de la trama a través de los medios de la capa física. La trama le permite conectarse al próximo dispositivo de red conectado directamente en el enlace. Cada dispositivo en la ruta de red seleccionada requiere el entramado para poder conectarse al siguiente dispositivo. NetPC S.A. 21

22 5.- Transmitir el tren de bits creado. (Capa Física). Por último, el tren de bits originado se transmite a la red a través de los medios físicos (cableado, etc.). Una función de temporización permite que los dispositivos distingan estos bits a medida que se trasladan por el medio. El medio en la internetwork física de redes puede variar a lo largo de la ruta utilizada. Por ejemplo, el mensaje de correo electrónico puede originarse en una LAN, cruzar el backbone de un campus y salir por un enlace de WAN hasta llegar a su destino en otra LAN remota. Los encabezados y la información final se agregan a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI. Cuando los datos se transmiten simplemente en una red de área local, se habla de las unidades de datos en términos de tramas, debido a que la dirección MAC es todo lo que se necesita para llegar desde el host origen hasta el host destino. Pero si se deben enviar los datos a otro host a través de una red interna o Internet, los paquetes se transforman en la unidad de datos a la que se hace referencia. Esto se debe a que la dirección de red del paquete contiene la dirección destino final del host al que se envían los datos (el paquete). Las tres capas inferiores (red, enlace de datos, física) del modelo OSI son las capas principales de transporte de los datos a través de una red interna o de Internet. La excepción principal a esto es un dispositivo denominado gateway. Este es un dispositivo que ha sido diseñado para convertir los datos desde un formato, creado por las capas de aplicación, presentación y sesión, en otro formato. De modo que el gateway utiliza las siete capas del modelo OSI para hacer esto. Comunicación entre capas.- Para que los paquetes de datos puedan viajar desde el origen hasta su destino, cada capa del modelo OSI en el origen debe comunicarse con su capa igual en el lugar destino. Esta forma de comunicación se conoce como comunicaciones de par-a-par. Las reglas y convenciones que controlan esta conversación se denominan protocolo de la capa n, y controlan el formato y significado de las unidades de datos intercambiadas. Durante este proceso, cada protocolo de capa intercambia información, que se conoce como unidades de datos de protocolo (PDU),entre capas iguales. Cada capa de comunicación, en el computador origen, se comunica con un PDU específico de capa y con su capa igual en el computador destino. También cada capa de un modelo o arquitectura de red recibe servicios a la capa que se encuentra debajo de de ella y suministra servicios a la que está por encima en la NetPC S.A. 22

23 jerarquía, siendo la implantación de estos servicios transparente al usuario. Hay dos tipos principales de servicios: 1) Servicios orientados a la conexión: en ellos la conexión es como un tubo a través del cual se envía la información de forma continuada, por lo que los mensajes llegan en el orden que fueron enviados y sin errores. Los pares en el nivel de red establecen en este caso conexiones con características como la calidad, el costo y el ancho de banda. La comunicación en este caso es duplex, y el control de flujo automático. Una analogía es el sistema telefónico. 2) Servicios sin conexión: en el que cada mensaje lleva la dirección completa de su destino, la información no se envía de forma continuada y el ruteo de cada mensaje es independiente. El servicio no es entonces confiable, pues se limita solamente a portar bits. En este caso la capa de red ni garantiza el orden de los paquetes ni controla su flujo, y los paquetes deben llevar sus direcciones completas de destino. Una analogía sería el caso del sistema de correo convencional. Otra clasificación posible de los servicios en la que distingue entre confiables y no confiables: a) Servicios confiables: son aquellos en los que la transmisión de datos está controlada en cada momento, pudiéndose determinar el correcto envío y recepción de todos los datos transmitidos. Para ello la máquina receptora envía acuses de recibo de las tramas recibidas a la máquina emisora. Dispositivos de Red Tarjeta de Red Una tarjeta de red se comunica con la red a través de una conexión serial y con el computador a través de una conexión paralela. Cada tarjeta requiere una IRQ, una dirección de E/S y una dirección de memoria superior para funcionar con DOS o Windows 95/98. Una IRQ o línea de petición de interrupción, es una señal que informa a la CPU que se ha producido un evento al cual se debe prestar atención. Se envía una IRQ a través de una línea de hardware al microprocesador. Un ejemplo de petición de interrupción es cuando se presiona una tecla en el teclado; la CPU debe desplazar el carácter del teclado a la memoria RAM. Una dirección de E/S es una ubicación en la memoria que se utiliza para introducir o retirar datos de un computador mediante un dispositivo auxiliar. En los sistemas basados en DOS, la memoria superior hace referencia al área de memoria situada entre los primeros 640 kilobytes (K) y 1 megabyte (M) de RAM. Hubs o Concentradores Son un punto central de conexión para los ordenadores de la red cuando están dispuestos de acuerdo a una topología de estrella. Suelen tener bocas RJ-45 para par trenzado y algún conector BNC para cable coaxial. Pueden conectarse varios Concentradores entre si para que se puedan conectar más ordenadores a la red. Se utiliza un puerto en cada concentrador para conectarse con el otro concentrador. El cable empleado para conectar los Concentradores es un cable de par trenzado cruzado que es el mismo que podríamos utilizar para conectar solo 2 ordenadores entre si y poder ahorrarnos el hub. NetPC S.A. 23

24 Repetidores Un repetidor es un dispositivo que permite extender la longitud de la red, ampliarla y retransmite la señal de red. Es necesario cada cierta distancia ya que la señal que se transmite por el cable se va atenuando con la distancia. Switch 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 Puentes o Bridges. Un puente es un dispositivo que conecta dos LAN separadas para crear lo que aparenta ser una sola LAN. Los puertos revisan la dirección asociada con cada paquete de información. Luego, si la dirección es la correspondiente al otro segmento de red, el puente pasara el paquete al segmento. Si el puente reconoce que la dirección es la correspondiente a un nodo del segmento de red actual, no pasara el paquete al otro lado. Considere el caso de dos redes separadas, una que opera en Thin Ethernet y la otra basada en un esquema de cableado propio con adaptadores de red propios. La función del puente es transmitir la información enviada por un nodo de una red al destino pretendido en otra red. Ruteador o Router Los ruteadores son similares a los puentes, solo que operan a un nivel diferente. Los ruteadores requieren por lo general que cada red tenga el mismo NOS. Con un NOS común, el ruteador permite ejecutar funciones mas avanzadas de las podría permitir un puente, como conectar redes basadas en topologias lógicas completamente diferentes como Ethernet y Token ring. Los ruteadores también suelen se lo suficientemente inteligentes para determinar la ruta mas eficiente para el envío de datos, en caso de haber mas de una ruta. Gateways También llamados traductores de protocolos, son equipos que se encargan, como su nombre indica, a servir de intermediario entre los distintos protocolos de comunicaciones para facilitar la interconexión de equipos distintos entre sí. Su forma de funcionar es que tienen duplicada la pila OSI, es decir, la correspondiente a un protocolo y, paralelamente, la del otro protocolo. Reciben los datos encapsulados de un protocolo, los van desencapsulando hasta el nivel más alto, para posteriormente ir encapsulando los datos en el otro protocolo desde el nivel más alto al nivel más bajo, y vuelven a dejar la información en la red, pero ya traducida. Los gateways también pueden interconectar redes entre sí. MEDIOS DE TRANSMISION Medios de transmisión guiados En medios guiados, el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto. NetPC S.A. 24

25 Par trenzado Es el medio guiado más barato y más usado. Consiste en un par de cables, embutidos para su aislamiento, para cada enlace de comunicación. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética. Pares trenzados apantallados y sin apantallar Los pares sin apantallar son los más baratos aunque los menos resistentes a interferencias (aunque se usan con éxito en telefonía y en redes de área local). A velocidades de transmisión bajas, los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias, aunque son más caros y más difíciles de instalar. Cable coaxial Consiste en un cable conductor interno (cilíndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable. Fibra óptica Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica. Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales : núcleo, revestimiento y cubierta. El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo. Alrededor de este conglomerado está la cubierta (constituida de material plástico o similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc. Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN's. Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son : Permite mayor ancho de banda. Menor tamaño y peso. Menor atenuación. Aislamiento electromagnético. Mayor separación entre repetidores. Enlaces de Radio Las ondas de radio tienen como principales características que son fáciles generar, pueden viajar distancias largas, y penetran edificios fácilmente. Además, son omnidireccionales, lo que significa que ellas viajan en todas las direcciones desde la fuente, para que el transmisor y receptor no tengan que estar físicamente alineados con cuidado. Las propiedades de ondas son dependientes de la frecuencia. A frecuencias bajas, atraviesan bien obstáculos, pero el poder baja grandemente cuando se aleja de la fuente. A frecuencias altas, las ondas tienden a viajar en líneas rectas y rebotar cuando consiguen obstáculos. Ellas también son absorbidas por la lluvia. A cualquier frecuencia, las ondas están sujetas a interferencia de los motores y otros equipos el eléctricos. El problema principal que se presenta al usar estas bandas para comunicación de datos es el ancho de banda relativamente bajo que ellas ofrecen. Debido a la habilidad de radio de viajar grandes distancias, la interferencia entre los usuarios es un problema. Por esta razón, todos los gobiernos licencian al usuario de transmisores de radio. NetPC S.A. 25

26 Enlaces de Micro ondas Por encima de los 100 MHz, las ondas viajan en líneas rectas y pueden por consiguiente enfocarse estrechamente. Concentrando toda la energía en una haz pequeño usando una antena parabólica se obtiene una razón señal a ruido bastante alta, permitiendo la comunicación, pero las antenas transmisoras y receptoras deben alinearse con precisión entre si. Además, esta direccionalidad permite que múltiples transmisores sean alineados seguidamente para comunicarse con múltiples receptores seguidos sin interferencia. Puesto que las microondas viajan en una línea recta, si las torres están demasiado separadas, la Tierra estará en el camino (recordar la curvatura del planeta). Por consiguiente, se necesitan repetidoras periódicamente. Mientras mas altas sean las torres, mas distantes pueden estar. La distancia entre las repetidoras sube muy bruscamente con la raíz cuadrada de la altura de la torre. Para torres con altura de 100 metros, las repetidoras pueden estar separadas entre si unos 80 kmts. Este hecho las hace ser relativamente baratas. A diferencia de las ondas a bajas frecuencias, las microondas no atraviesan bien edificios. Mas aun, aunque el haz pueda enfocarse bien al transmisor, hay todavía alguna divergencia en el espacio. Algunas ondas pueden refractarse por capas atmosféricas bajas y pueden tomar ligeramente mas tiempo en llegar que las ondas directas. Las ondas retrasadas pueden llegar fuera de fase con la onda directa y por lo tanto cancelar la señal. La comunicación por microondas se usa ampliamente para la comunicación de teléfono a larga distancia, teléfonos celulares y distribución de la televisión. Infrarrojos y Ondas Milimétricas Estos medios de transmisión son ampliamente usados en la comunicación de corto rango, por ejemplo, controles remotos de televisores, VCRs, etc. Son relativamente direccionales, baratos, y fáciles de construir, pero su mayor inconveniente es que no atraviesan objetos sólidos. Por otro lado, el hecho que las ondas infrarrojas no atraviesen paredes sólidas también es una ventaja. Significa que un sistema infrarrojo en un cuarto de un edificio no interferirá con un sistema similar en oficinas adyacentes. Además, la seguridad de sistemas infrarrojos contra escuchar detrás de las puertas es mejor que el de sistemas de radio precisamente por esta razón. Por esto, ninguna licencia gubernamental se necesita para operar un sistema infrarrojo, en contraste con sistemas de radio que deben ser autorizados. Estas propiedades han hecho del infrarrojo un candidato interesante para LANs inalámbricas interiores. Por ejemplo, pueden equiparse computadores y oficinas en un edificio con transmisores y receptores infrarrojos sin necesidad de enfocar. Enlaces Satelitales Un satélite de comunicación puede ser pensado como un repetidor de microondas en el cielo. Contiene diversos transponders, cada uno de los cuales escucha alguna porción del espectro, amplifica la señal entrante, y hace una difusión de vuelta en otra frecuencia para evitar interferencia con la señal que entra. Los rayos que bajan son anchos o angostos, pudiendo cubrir grandes o pequeñas superficies de la tierra, respectivamente. Los enlaces satelitales se diferencian de los enlaces punto a punto terrestres en que los retardos producto de las distancia involucradas son considerables, típicamente 270 mseg. Esto es bastante en comparación con los 3 µseg/km de los enlaces de microondas y los 5 µseg/km del coaxial o la fibra. Otra diferencia es que los satélites son por naturaleza elementos de difusión, lo que es útil en algunos casos, pero en otros, como la seguridad, no lo es. Otras características son que el costo de una transmisión es independiente de la distancia y que tienen una tasa de error bajísima. NetPC S.A. 26

27 WAN Una WAN (red de área amplia) opera en la capa física y la capa de enlace de datos del modelo de referencia OSI. Interconecta las LAN (redes de área local) que normalmente se encuentran separadas por grandes áreas geográficas. Las WAN llevan a cabo el intercambio de paquetes y tramas de datos entre routers y puentes y las LAN que soportan. Las características principales de las WAN son las siguientes: Operan dentro de un área geográfica mayor que el área en la que operan las redes LAN locales. Utilizan los servicios de proveedores de servicios de telecomunicaciones, tales como los operadores Regional Bell (RBOC), Sprint y MCI. Usan conexiones seriales de diversos tipos para acceder al ancho de banda dentro de áreas geográficas extensas. Por definición, las WAN conectan dispositivos separados por áreas geográficas extensas. Entre estos dispositivos se incluyen: routers: ofrecen varios servicios, entre ellos internetworking y puertos de interfaz WAN switches: utilizan al ancho de banda de las WAN para la comunicación de voz, datos y video módems: servicios de interfaz con calidad de voz; unidades de servicio de canal y unidades de servicio de datos (CSU/DSU) que realizan interfaz con servicios T1/E1; y Adaptadores de Terminal y Terminación de red 1 (TA/NT1) que realizan interfaz con los servicios de la Red digital de servicios integrados (RDSI) servidores de comunicaciones: concentran la comunicación de usuarios de servicios de acceso telefónico Estandares WAN solo enlace de datos. Incluyen protocolos diseñados para operar a través de servicios de Los protocolos de la capa física de las WAN describen cómo suministrar conexiones eléctricas, mecánicas, operacionales y funcionales para los servicios WAN. Estos servicios a menudo se obtienen de proveedores de servicios WAN como los RBOC, proveedores alternos y empresas de servicios postales, telefónicos y telegráficos (PTT). Los protocolos de enlace de datos de las WAN describen cómo se transportan las tramas entre sistemas a través de un conmutación punto a punto, multipunto y multiacceso, como Frame Relay. Los estándares WAN son definidos y administrados por una serie de autoridades reconocidas, tales como las siguientes: Sector de Normalización de las Telecomunicaciones de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T), antiguamente denominado Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico (CCITT) Organización Internacional de Normalización (ISO) Fuerza de Tareas de Ingeniería de Internet (IETF) Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) Normalmente los estándares WAN describen los requisitos de la capa física y de la capa de enlace de datos. La capa física de las WAN describe la interfaz entre el equipo terminal de datos (DTE) y el equipo de terminación de circuito de datos (DCE). Normalmente el DCE es el proveedor del servicio, mientras que el DTE es el dispositivo conectado. En este modelo, los servicios ofrecidos al DTE están disponibles a través de un módem o CSU/DSU. Varios estándares de capa física especifican esta interfaz: NetPC S.A. 27

28 EIA/TIA-232 EIA/TIA-449 V.24 V.35 X.21 G.703 EIA-530 En la figura: aparecen los encapsulamientos de enlace de datos comunes asociados con las líneas síncronas seriales: Control de Enlace de Datos de Alto Nivel (HDLC): un estándar IEEE que probablemente no sea compatible con los distintos proveedores, ya que cada proveedor puede haberlo implementado de diferentes maneras. HDLC admite configuraciones punto a punto y multipunto con un gasto mínimo Frame Relay: Usa instalaciones digitales de alta calidad y entramado simplificado sin mecanismos de corrección de errores, lo que significa que puede enviar información de Capa 2 mucho más rápidamente que otros protocolos WAN Protocolo Punto a Punto (PPP): Descrito por RFC Dos estándares desarrollados por IETF. Contiene un campo de protocolo para identificar el protocolo de capa de red Protocolo de Control de Enlace de Datos Simple (SDLC): Protocolo de enlace de datos WAN diseñado por IBM para los entornos de la Arquitectura de sistemas de red (SNA). Ha sido reemplazado en gran parte por el más versátil HDLC Protocolo Internet de Enlace Serial (SLIP): Protocolo de enlace de datos WAN sumamente popular para transportar paquetes IP. Ha sido reemplazado en varias aplicaciones por el más versátil PPP Procedimiento de Acceso al Enlace Balanceado (LAPB): Protocolo de enlace de datos utilizado por X.25. Posee amplias capacidades de verificación de errores Procedimiento de Acceso al Enlace en el Canal D (LAPD): Protocolo de enlace de datos WAN utilizado para señalización y para configuración de llamada del Canal D de RDSI. Las transmisiones de datos tienen lugar en los canales B de RDSI Trama de Procedimiento de Acceso a Enlaces (LAPF): Para servicios de portadora en modo de trama, un protocolo de enlace de datos WAN, similar a LAPD, utilizado con tecnologías Frame Relay Tecnología WAN A continuación ofrecemos una breve descripción de las tecnologías WAN más comunes. Estas tecnologías se dividen en servicios conmutados por circuito, conmutados por celdas, digitales dedicados y analógicos. Para más información haga clic en los vínculos de Web incluidos. Servicios conmutados por circuitos POTS (Servicio telefónico analógico): No es un servicio informático de datos, pero se incluye por dos motivos: (1) muchas de sus tecnologías forman parte de la creciente infraestructura de datos, (2) es un modelo sumamente confiable, de fácil uso para una red de comunicaciones de área amplia. El medio típico es la línea telefónica de par de cobre RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) de banda angosta: Una tecnología versátil, de amplio uso e históricamente importante. Fue el primer servicio de acceso telefónico totalmente digital. Su uso varía considerablemente de un país a otro. El costo es moderado. El ancho de banda máximo es de 128 kbps para la BRI (Interfaz de Acceso NetPC S.A. 28

29 Básico) de menor costo y de aproximadamente 2 Mbps para la PRI (Interfaz de Acceso Principal). El medio típico es el cable de cobre de par trenzado Servicios conmutado por paquetes X.25: Tecnología más antigua pero todavía ampliamente utilizada, que posee amplias capacidades de verificación de errores heredadas de la época en que los enlaces de las WAN eran más susceptibles a los errores, lo que hace que su confiabilidad sea muy grande, pero al mismo tiempo limita su ancho de banda. El ancho de banda puede ser de 2 Mbps como máximo. Es ampliamente utilizada, y su costo es moderado. El medio típico es el cable de cobre de par trenzado Frame Relay: Versión conmutada por paquetes del RDSI de banda angosta. Se ha transformado en una tecnología WAN sumamente popular por derecho propio. Es más eficiente que X.25, con servicios similares. El ancho de banda máximo es de 44,736 Mbps. En los EE.UU. son muy populares los anchos de banda de 56kbps y 384kbps. Es de uso generalizado, el costo es de moderado a bajo. Entre los medios típicos se incluyen el cable de cobre de par trenzado y el cable de fibra óptica Servicios conmutados por celdas ATM (Modo de Transferencia Asíncrona): Tiene una cercana relación con el RDSI de banda ancha. Es una tecnología WAN (e inclusive LAN) cuya importancia va en aumento. Utiliza tramas pequeñas, de longitud fija (53 bytes) para transportar los datos. El ancho de banda máximo es actualmente de 622 Mbps, aunque se están desarrollando velocidades mayores. Los medios típicos son el cable de cobre de par trenzado y el cable de fibra óptica. Su uso es generalizado y está en aumento; el costo es elevado SMDS (Servicio de datos multimegabit conmutado): Relacionado con ATM y utilizado normalmente en las MAN. El ancho de banda máximo es de 44,736 Mbps. Los medios típicos son el cable de cobre de par trenzado y el cable de fibra óptica. No es de uso común: el costo es relativamente alto. Servicios digitales dedicados T1, T3, E1, E3: La serie T de servicios en los EE.UU. y la serie E de servicios en Europa son tecnologías WAN sumamente importantes. Usan la multiplexación por división de tiempo para "dividir" y asignar ranuras de tiempo para la transmisión de datos; el ancho de banda es: T1: 1,544 Mbps T3: 44,736 Mbps E1: 2,048 Mbps E3: 34,368 Mbps Hay otros anchos de banda disponibles Los medios utilizados son normalmente el cable de cobre de par trenzado y el cable de fibra óptica. Su uso es muy generalizado; el costo es moderado. xdsl (DSL por Digital Subscriber Line (Línea Digital del Suscriptor) y x por una familia de tecnologías): Tecnología WAN nueva y en desarrollo para uso doméstico. Su ancho de banda disminuye a medida que aumenta la distancia desde los equipos de las compañías telefónicas. Las velocidades máximas de 51,84 Mbps son posibles en las cercanías de una central telefónica. Son más comunes los anchos de banda mucho menores (desde 100 kbps hasta varios Mbps). Su uso es limitado pero en rápido aumento; el costo es moderado y se reduce cada vez más. x indica toda la familia de tecnologías DSL, entre ellas: HDSL: DSL de alta velocidad de bits SDSL: DSL de línea única ADSL: DSL asimétrica VDSL: DSL de muy alta velocidad de bits NetPC S.A. 29

30 RADSL: DSL adaptable a la velocidad SONET (Red óptica Síncrona): Conjunto de tecnologías de capa física de muy alta velocidad, diseñadas para cables de fibra óptica, pero que también pueden funcionar con cables de cobre. Tiene una serie de velocidades de datos disponibles con designaciones especiales. Implementadas a diferentes niveles de OC (portadora óptica) desde los 51,84 Mbps (OC-1) hasta los 9,952 Mbps (OC-192). Puede alcanzar estas impresionantes velocidades de datos mediante el uso de multiplexación por división de longitud de onda (WDM), en la que láseres configurados para colores ligeramente diferentes (longitudes de onda) envían enormes cantidades de datos ópticamente. Su uso es generalizado entre las entidades backbone de Internet. El costo es elevado: no es una tecnología que se pueda usar a nivel doméstico. Otros servicios WAN Módems de acceso telefónico (conmutación analógica): Su velocidad es limitada, pero son muy versátiles. Funcionan con la red telefónica existente. El ancho de banda máximo aproximado es de 56 kbps. El costo es bajo. Su uso es todavía muy generalizado. El medio típico es la línea telefónica de par trenzado Módems por cable (analógico compartido): Colocan señales de datos en el mismo cable que las señales de televisión. Es cada vez más popular en regiones donde hay gran cantidad de cable coaxial de TV instalado (90% de los hogares en los EE.UU.). El ancho de banda máximo disponible puede ser de 10 Mbps, aunque esto se degrada a medida que más usuarios se conectan a un segmento determinado de la red (comportándose como LAN no conmutadas). El costo es relativamente bajo. Su uso es limitado pero está en aumento. El medio es cable coaxial. Inalámbrico: No se necesita un medio porque las señales son ondas electromagnéticas. Existen varios enlaces WAN inalámbricos, dos de los cuales son: Terrestre: Anchos de banda normalmente dentro del intervalo de 11 Mbps (por ej., microondas). El costo es relativamente bajo. Normalmente se requiere línea de vista. Satélite: Puede servir a los usuarios móviles (por ej., red telefónica celular) y usuarios remotos (demasiado alejados de las instalaciones de cables). Su uso es generalizado. El costo es elevado. Administrando Proyectos de Redes Hoy en día las empresas que se mantienen competitivas en el mercado son aquellas que cuentan con información verdadera y oportuna, aquellas que están constantemente preocupadas por la optimización de sus procesos, por mejorar y actualizar la comunicación interdepartamental, entre otros muchos detalles. Inversiones comunes en computo mal realizadas Esta más que probado que las mejores herramientas de trabajo para agilizar los procesas de una compañía tanto para aumentar la productividad de sus miembros son los sistemas de cómputo. Lo barato sale Caro La esencia de hacer inversiones correctas en tecnología consiste en comprar soluciones, NO cajas. El integrar una red es una solución, ya que esta integrada por hardware (computadoras, servidores), software (programas), equipo activo (equipo que hace posible las NetPC S.A. 30

31 comunicaciones entre las computadoras), y la parte mas importante, los servicios que integran todos estos componentes para que en conjunto provean de una solución del manejo y flujo de información en su compañía. El propósito es desarrollar un proyecto acorde a sus reales necesidades, de ser posible, integrar en este la totalidad de sus requerimientos, redes, comunicaciones, sistemas, etc. Tendido del cableado de la red Un cableado físico puede o no ser certificado, es decir se puede realizar el servicio de certificar que el cableado cumple con todas las normas que se requieren para transmisión de datos a través de materiales categoría 5 instalados de manera adecuada (EIA/TIA 568A / B) (TSB 67). Esto solo se puede realizar si la totalidad de los materiales son categoría 5 (Inclusive la canaleta y/o ductería). Para empresas pequeñas y medianas no es muy recomendable realizar esta erogación, ya que es considerable ; y un cableado que utilice materiales categoría 5 excepto la ductería (instalada de manera adecuada) puede tener el mismo rendimiento que un cableado certificado categoría 5 a un menor costo. Este ultimo punto lo determinara las condiciones del edificio, la estética de las oficinas y/o sus requerimientos. Cuál es el ancho de banda que necesita mi compañía? Este es un tema controversial y de una respuesta en la mayor parte de los casos subjetiva el determinar el tamaño real del ancho de banda necesario va en función de los siguientes parámetros : Numero de usuarios Remotos Aplicaciones ejecutadas Tamaño de paquetes a ser transmitidos Dispositivos a Utilizar. Crecimiento con Proyección a 2 años. Costo Vs Beneficio. Alta disponibilidad de los servicios que provee la red (Back Up ante fallas de los enlaces de producción) Adicional a los puntos antes descritos existen recursos tecnológicos los cuales permiten que a pesar de que se presente una falla en los enlaces de la red estos puedan seguir dando servicio. A esto se le llama BakUp, el BackUp debería ser transparente para los usuarios de la red, estos no deberán notar que existió una interrupción en el funcionamiento normal de la red o en su defecto el impacto debe ser mínimo. Existen diferentes tipos de Backup, las mas usadas son: Dial UP Enlace con línea telefónica. en reemplazo de LD. Linea dedicada. En reemplazo de Canal Digital, Satelital, Microonda. Capacitación y Adiestramiento en el uso de la red y sus herramientas Estamos conscientes de que nada sirve la mejor inversión si no es aprovechada por el personal que debe utilizarla. De lo diestro que sea su personal en el uso de las herramientas, es proporcional a la utilidad de su inversión. Una vez integradas todas las características con las que espera equipar a su red, es momento de capacitar a su personal en el manejo de las herramientas, y esta capacitación debe ser integrada dentro de las soluciones a implementarse, hay que concientizar al personal de la importancia y beneficios que representaron su inversión. NetPC S.A. 31

32 Cableado Evolución de los Sistemas de Cableado. Los sistemas de cableado de lugares utilizados para servicios de telecomunicaciones, han experimentado una constante evolución con el correr de los años. Los sistemas de cableado para teléfonos fueron en una oportunidad especificados e instalados por las compañías de teléfonos, mientras que el cableado para datos estaba determinado por los proveedores del equipo de computación. Después de la división de la compañía AT&T en los Estados Unidos, se hicieron intentos para simplificar el cableado, mediante la introducción de un enfoque más universal. A pesar de que estos sistemas ayudaron a definir las pautas relacionadas con el cableado, no fue sino hasta la publicación de la norma sobre tendido de cables en edificios ANSI/EIA/TIA-568 en 1991, que estuvieron disponibles las especificaciones completas para guiar en la selección e instalación de los sistemas de cableado. Al principio se usó la topología de malla, un cambio significaba recablear todo. Luego, la topología jerárquica. Al aparecer equipos más poderosos, los cambios se simplificaron. Después, la topología Bus Lineal, cuando aparecen los PC's, se propusieron métodos que permitían aprovechar al máximo la capacidada de cada equipo. Hasta que aparecieron los Sistemas de Cableado Estructurado (S.C.E.). Subsistema Vertical (Backbone). Provee interconexión entre los closets de telecomunicaciones, cuarto de equipos, y puntos de acceso. Las distancias del backbone entre el punto de interconexión principal a el punto intermedio de interconexión para plataformas de voz en UTP y fibra óptica se pueden incrementar si las distancias entre el punto de interconexión intermedia a la interconexión horizontal siempre cuando estas no excedan el máximo permitido. La distancia máxima no puede exceder la distancia del punto de interconexión principal a el punto de interconexión horizontal. Consideraciones al instalar el backbone Cable Distancia Aplicación Cable UTP 100 Ohmios 800 mts Voz Cable UTP 100 Ohmios 90 mts Datos Cable STP 100 Ohmios 90 mts Datos Cable Multimodo de Fibra Optica de 62.5/125 um 3000 mts Datos Cable Monomodo de Fibra Optica de 8.3/125 um 2000 mts Datos Nota: Las distancias del Backbone, son dependientes de la aplicación. Las distancias máximas especificadas arriba son basadas en transmisión de voz para UTP y en transmisión de datos para STP y fibra óptica. Subsistema Horizontal El cableado horizontal es la porción del sistema de cableado que se extiende desde el closet de telecomunicaciones (Rack) hasta el usuario final en su estación de trabajo. Este cableado es el que perdurará en una estructura. Debido a la dificultad para remplazarlo, es primordial que se consideren todos los servicios de telecomunicaciones al diseñar el Subsistema. NetPC S.A. 32

33 Consideraciones para el cableado horizontal: 1. Normas de distancias La distancia máxima para todos los medios en el cableado Horizontal es 90 m. (295 pies). Cables de interconexión o cordones de parcheo en el punto de interconexión no deben de exceder 6 m. (20 pies). Se permite que los cordones de parcheo de la toma/conector de telecomunicaciones a el área de trabajo sean de 3 m. (9.8 pies). El total permitido para cordones de parcheo o cables de interconexión en un tendido horizontal es 10 m. (33 pies) 2.Tipos de Cables Existen tres tipos de cables que pueden ser utilizados en los sistemas de cableado horizontal: Cable UTP (Unshielded Twisted Pair) de 4 pares a 100 Ohmios. Cable STP (Shielded Twisted Pair) de 2 pares a 100 Ohmios. Fibra Optica 62.5/125 mm de 2 pares. El cable a utilizar por excelencia es el par trenzado sin blindaje UTP de cuatro pares categoría 5. El cable coaxial de 50 ohmios se acepta pero no se recomienda en instalaciones nuevas. Tipos de Cable. Los diferentes tipos de cablea ofrecen distintas características de funcionamiento. La variedad de velocidad de transmisión de los datos que un sistema de cableado puede soportar, se conoce como el ancho de banda utilizable. La capacidad del ancho de banda está dictada por las características de comportamiento eléctrico que los componentes del sistema de cableado tengan. Ésto viene a ser especialmente importante cuando se están planeando futuras aplicaciones que impondrán mayores demandas sobre el sistema de cableado. El funcionamiento del sistema de cableado deberá ser considerado no sólo cuando se está apoyando las necesidades actuales sino también cuando se anticipan las necesidades del mañana. Hacer ésto permitirá la migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones del sistema de cableado. Existen diferentes tipos de cable, cada uno posee características de producto y de funcionamiento particulares. COAXIAL Este tipo de cable esta compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión. NetPC S.A. 33

34 Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive. Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos. TIPOS DE CABLE COAXIAL THICK (grueso). Este cable se conoce normalmente como "cable amarillo", fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad en términos de velocidad y distancia es grande, pero el coste del cableado es alto y su grosor no permite su utilización en canalizaciones con demasiados cables. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 2. THIN (fino). Este cable se empezó a utilizar para reducir el coste de cableado de la redes. Su limitación está en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. Sin embargo el cable es mucho más barato y fino que el thick y, por lo tanto, solventa algunas de las desventajas del cable grueso. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 5. El cable coaxial en general solo se puede utilizar en conexiones Punto a Punto o dentro de los racks. MODELOS DE CABLE COAXIAL Cable estándar Ethernet, de tipo especial conforme a las normas IEEE BASE 5. Se denomina también cable coaxial "grueso", y tiene una impedancia de 50 Ohmios. El conector que utiliza es del tipo "N". Cable coaxial Ethernet delgado, denominado también RG 58, con una impedancia de 50 Ohmios. El conector utilizado es del tipo BNC. Cable coaxial del tipo RG 62, con una impedancia de 93 Ohmios. Es el cable estándar utilizado en la gama de equipos 3270 de IBM, y tambien en la red ARCNET. Usa un conector BNC. Cable coaxial del tipo RG 59, con una impedancia de 75 Ohmios. Este tipo de cable lo utiliza, en versión doble, la red WANGNET, y dispone de conectores DNC y TNC. También están los llamados "TWINAXIAL" que en realidad son 2 hilos de cobre por un solo conducto. PAR TRENZADO Es el tipo de cable más común y se originó como solución para conectar teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado. Con anterioridad, en Europa, los sistemas de telefonía empleaban cables de pares no trenzados. Cada cable de este tipo está compuesto por un serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto. El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar. TIPOS DE CABLE TRENZADO NO APANTALLADO (UTP): Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested Pair / Par Trenzado no Apantallado). Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración. NetPC S.A. 34

35 Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no apantallado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado. El estándar EIA-568 en el adendum TSB-36 diferencia tres categorías distintas para este tipo de cables: Categoría 3: Admiten frecuencias de hasta 16 Mhz y se suelen usar en redes IEEE BASE-T y a 4 Mbps. Categoría 4: Admiten frecuencias de hasta 20 Mhz y se usan en redes IEEE Token Ring y Ethernet 10BASE-T para largas distancias. Categoría 5: Admiten frecuencias de hasta 100 Mhz y se usan para aplicaciones como TPDDI y FDDI entre otras. Los cables de categoría 1 y 2 se utilizan para voz y transmisión de datos de baja capacidad (hasta 4Mbps). Este tipo de cable es el idóneo para las comunicaciones telefónicas, pero las velocidades requeridas hoy en día por las redes necesitan mejor calidad. Las características generales del cable UTP son: Tamaño: El menor diámetro de los cables de par trenzado no apantallado permite aprovechar más eficientemente las canalizaciones y los armarios de distribución. El diámetro típico de estos cables es de 0'52 mm. Peso: El poco peso de este tipo de cable con respecto a los otros tipos de cable facilita el tendido. Flexibilidad: La facilidad para curvar y doblar este tipo de cables permite un tendido más rápido así como el conexionado de las rosetas y las regletas. Instalación: Debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores, instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha. Integración: Los servicios soportados por este tipo de cable incluyen: Red de Area Local ISO (Ethernet) y ISO (Token Ring) Telefonía analógica Telefonía digital Terminales síncronos Terminales asíncronos Líneas de control y alarmas APANTALLADO (STP): Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina apantallante. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair / Par Trenzado Apantallado). El empleo de una malla apantallante reduce la tasa de error, pero incrementa el coste al requerirse un proceso de fabricación más costoso. Introducción a la Fibra Óptica. Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra de vidrio consta de: Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción. NetPC S.A. 35

36 Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor. Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la fibra. La luz producida por diodos o por láser, viaja a través del núcleo debido a la reflexión que se produce en la cubierta, y es convertida en señal eléctrica en el extremo receptor. La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción superior al resto de los tipos de cable, debido a necesitarse el empleo de vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción. La terminación de los cables de fibra óptica requiere un tratamiento especial que ocasiona un aumento de los costes de instalación. Uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta que depende también del radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también se conoce como apertura numérica y es adimensional. Según el valor de este parámetro se pueden clasificar los cables de fibra óptica en dos clases: Monomodo. Cuando el valor de la apertura numérica es inferior a 2,405, un único modo electromagnético viaja a través de la línea y por tanto ésta se denomina monomodo. Sólo se propagan los rayos paralelos al eje de la fibra óptica, consiguiendo el rendimiento máximo, en concreto un ancho de banda de hasta 50 GHz. Este tipo de fibras necesitan el empleo de emisores láser para la inyección de la luz, lo que proporciona un gran ancho de banda y una baja atenuación con la distancia, por lo que son utilizadas en redes metropolitanas y redes de área extensa. Por contra, resultan más caras de producir y el equipamiento es más sofisticado. Puede operar con velocidades de hasta los 622 Mbps y tiene un alcance de transmisión de hasta 100 Km. Multimodo. Cuando el valor de la apertura numérica es superior a 2,405, se transmiten varios modos electromagnéticos por la fibra, denominándose por este motivo fibra multimodo. Las fibras multimodo son las más utilizadas en las redes locales por su bajo coste. Los diámetros más frecuentes 62,5/125 y 100/140 micras. Las distancias de transmisión de este tipo de fibras están alrededor de los 2,4 kms y se utilizan a diferentes velocidades: 10 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps y 155 Mbps. TIPOS DE MULTIMODO Con salto de índice. La fibra óptica está compuesta por dos estructuras que tienen índices de refracción distintos. La señal de longitud de onda no visible por el ojo NetPC S.A. 36

37 humano se propaga por reflexión. Asi se consigue un ancho de banda de hasta 100 MHz. Con índice gradual. El índice de refracción aumenta proporcionalmente a la distancia radial respecto al eje de la fibra óptica. Es la fibra más utilizada y proporciona un ancho de banda de hasta 1 GHz. Estándares de Telecomunicaciones El Instituto Americano Nacional de Estándares, la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones y la Asociación de Industrias Electrónicas (ANSI/TIA/EIA) publican conjuntamente estándares para la manufactura, instalación y rendimiento de equipo y sistemas de telecomunicaciones y electrónico. Cinco de éstos estándares de ANSI/TIA/EIA definen cableado de telecomunicaciones en edificios. Cada estándar cubre un parte específica del cableado del edificio. Los estándares establecen el cable, hardware, equipo, diseño y prácticas de instalación requeridas. Cada estándar ANSI/TIA/EIA menciona estándares relacionados y otros materiales de referencia. La mayoría de los estándares incluyen secciones que definen términos importantes, acrónimos y símbolos. Los cinco estándares principales de ANSI/TIA/EIA que gobiernan el cableado de telecomunicaciones en edificios son: ANSI/TIA/EIA-568. Estándar de Cableado de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales. ANSI/TIA/EIA-569. ANSI/TIA/EIA-570. ANSI/TIA/EIA-606. ANSI/TIA/EIA-607. Estándar para Ductos y Espacios de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales. Estándar de Alambrado de Telecomunicaciones Residencial y Comercial Liviano. Estándar de Administración para la Infraestructura de Telecomunicaciones de Edificios Comerciales. Requerimientos para Telecomunicaciones de Puesta a Tierra de Edificios Comerciales Existen estándares adicionales que también deben ser tomados en cuenta a la hora de definir o diseñar un sistema de cableado estructurado. Documentos adicionales: ANSI/TIA/EIA TSB-36. Especificaciones Adicionales para Cables de Par Trenzado sin Blindaje. Esta especificación se define por aparte de ANSI/TIA/EIA-568 pero se incluye en el ANSI/TIA/EIA-568A ANSI/TIA/EIA TSB-40. Especificaciones Adicionales de Transmisión para Hardware de Conexión de Cables de Par Trenzado sin Blindaje. Esta especificación se define por aparte de ANSI/TIA/EIA-568 pero se incluye en ANSI/TIA/EIA- 568A. ANSI/TIA/EIA TSB-67. Especificación para la Prueba en el Campo del Rendimiento de Transmisión de Sistemas de Cableado de Par Trenzado sin Blindaje NetPC S.A. 37

38 ANSI/TIA/EIA TSB-72. Guía para el Cableado de Fibra Optica Centralizada NetPC S.A. 38