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

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1 INSTITUTO POLITÉCNICO NACIONAL ESCUELA SUPERIOR DE INGENIERÍA MECÁNICA Y ELÉCTRICA UNIDAD ADOLFO LÓPEZ MATEOS - ZACATENCO ACADEMIA DE COMPUTACIÓN LABORATORIO DE DESARROLLO DE REDES PRACTICA No.2 México D.F. Febrero de 2004

2 1. Objetivo PRÁCTICA 2.- Al término de esta práctica el alumno será capaz de: Identificar y configurar la tarjeta de interfaz de red de una computadora Identificar el nivel apropiado dentro del modelo OSI para este dispositivo Crear una LAN básica a partir de dos computadoras Crear una LAN usando un Hub Conectar la LAN creada a Internet. 2. Introducción 2.1 Necesidad de las redes de datos En los inicios de la informática, los grandes sistemas diseñados para el procesamiento de datos, eran entidades independientes. Las primeras redes de datos surgieron debido a la necesidad de las empresas por: Evitar la duplicación de equipos informáticos y otros recursos. Comunicarse de forma segura y eficiente para compartir datos y aplicaciones. Mantener una administración centralizada de los datos y permitir el acceso remoto a estas bases de datos. 2.2 Redes de datos Las redes de comunicación de datos están diseñadas para hacer posible que dos computadoras ubicadas en cualquier parte del mundo, puedan comunicarse y compartir información, independientemente de la plataforma de estas (MAC, PC, Mainframe).Una condición indispensable para comunicarse es que las computadoras y los dispositivos de comunicación utilicen el mismo protocolo. Las redes de datos se dividen principalmente en redes LAN y redes WAN. 2.3 Qué es una LAN? Una LAN o Red de Área Local (Local Area Network) es una red de datos de alta velocidad, tolerante a fallas que cubre una área geográfica relativamente pequeña. Típicamente conecta estaciones de trabajo, computadoras personales, impresoras y otros dispositivos. Las redes LAN ofrecen a los usuarios de las computadoras muchas ventajas, incluyendo acceso compartido a dispositivos y aplicaciones, intercambio de archivos entre usuarios conectados, y comunicación entre usuarios vía correo electrónico y otras aplicaciones. 2

3 2.4 Protocolos LAN y el modelo de referencia OSI Los protocolos LAN operan en las dos capas inferiores del Modelo de Referencia OSI, esto es, en la capa física y en la capa de enlace de datos. CAPA DE ENLACE DE DATOS IEEE CAPA FÍSICA Figura 1. Protocolos LAN mapeados al Modelo de Referencia OSI. 2.5 Métodos de acceso al medio para redes LAN Los protocolos LAN típicamente usan uno de dos métodos para accesar al medio físico en la red: CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision Detect) y Token Passing. En el esquema de acceso al medio CSMA/CD, los dispositivos de red contienden por el uso del medio físico en la red. Por consiguiente, CSMA/CD es llamado algunas veces Método de Acceso Contendido (o competido). Ejemplos de LAN s que usan el esquema CSMA/CD son las redes Ethernet/IEEE 802.3, incluyendo 100BaseT. En el esquema de acceso al medio token-passing, los dispositivos de red accesan al medio físico a través de la posesión de un token. Ejemplos de LAN s que usan el esquema token-passing están Token Ring/IEEE y FDDI. 2.6 Métodos de transmisión LAN Las transmisiones de datos en una red LAN caen dentro de tres clasificaciones: unicast, multicast y broadcast. En cada tipo de transmisión, un solo paquete es enviado a uno o más nodos. En una transmisión unicast, un paquete es enviado desde la fuente hacia un destino en la red. Primero, el nodo fuente direcciona el paquete usando la dirección del nodo destino. El paquete es enviado entonces sobre la red, y finalmente, llega a su destino. Una transmisión multicast consiste de un solo paquete de datos que es copiado y enviado a una subred específica de nodos en la red. Primero, el nodo fuente direcciona el 3

4 paquete usando una dirección de multicast. El paquete es enviado entonces por la red, la cual hace copias del paquete y envía una copia a cada nodo que es parte de la dirección de multicast. Una transmisión broadcast consiste de un solo paquete de datos que es copiado y enviado hacia todos los nodos de la red. En estos tipos de transmisiones, el nodo fuente direcciona el paquete usando la dirección de broadcast. El paquete es enviado entonces por la red, la cual hace copias del paquete y envía una copia a cada nodo de la red. 2.7 Topologías LAN Las topologías LAN definen la forma en la que están organizados los dispositivos en la red. Las cuatro topologías LAN más comúnmente utilizadas son: bus, anillo, estrella y árbol. Estas topologías son arquitecturas lógicas, pero los dispositivos actuales no necesitan estar organizados físicamente en estas configuraciones. Las topologías lógicas de bus y de anillo, por ejemplo, comúnmente están organizadas en forma física como una estrella. Una topología de bus es una arquitectura linear, las transmisiones desde las estaciones se propagan a lo largo del medio y son recibidas por las demás estaciones. Las redes Ethernet/IEEE incluyendo 100BaseT, implementan una topología de bus, la cual es ilustrada en la figura siguiente. Figura 2. Algunas redes implementan una topología lógica de bus. Una topología de anillo es una arquitectura LAN que consiste de una serie de dispositivos conectados entre sí por enlaces unidireccionales para formar un solo lazo cerrado. Ambas redes, Token Ring/IEEE y FDDI tan una topología de anillo. La figura siguiente ilustra una topología lógica de anillo. Figura 3. Algunas redes implementan una topología lógica de anillo. 4

5 Una topología de estrella es una arquitectura LAN en la cual los puntos finales en una red están conectados a un hub central, o switch, a través de enlaces dedicados. Frecuentemente las topologías lógicas de bus y de anillo son implementadas físicamente en una topología de estrella, lo cual es ilustrado en la figura siguiente. Una topología de árbol es una arquitectura LAN que es idéntica a la topología de bus, excepto que ramas con múltiples nodos son posibles en este caso. Figura 4. Una topología lógica de árbol puede contener múltiples nodos. 2.8 Conociendo la tarjeta de interfaz de red Los dispositivos de conectividad son aquellos dispositivos usados para hacer conexiones físicas a la red. Estos dispositivos operan en la Capa física del modelo OSI. Generalmente hablando estos dispositivos son pasivos en sus acciones, esto quiere decir que no hacen cambios en los datos o en la ruta de transmisión de los mismos. Estos dispositivos simplemente proporcionan el enlace físico entre estaciones de trabajo y otros dispositivos de red. 2.9 Network Interface Card (NIC, Tarjeta de Interfaz de Red) Las NIC s son tarjetas de circuito impreso que son instaladas en las estaciones de trabajo. Las funciones de una tarjeta NIC son las siguientes: Establece la comunicación de la PC a la tarjeta NIC Buferización Formación de tramas Conversión serie-paralelo Codificación/decodificación de línea Acceso al medio de comunicación (ethernet, token ring) usando una dirección MAC (Medium Accesss Control); cada equipo en la red tiene una dirección física exclusiva que reside en la NIC Establecimiento de parámetros de transmisión 5

6 Transmisión y recepción La NIC opera en la Capa 2 del modelo OSI (aunque en el sentido estricto abarca también a la Capa 1) Figura 5. Parte posterior del gabinete de la PC. 3. Desarrollo práctico 3.1. Identificación y manipulación de la NIC En esta parte, el alumno deberá identificar la tarjeta de interfaz de red (NIC) de su computadora y en su ambiente de trabajo. Vaya al panel de control y después a conexiones de red y telefónicas. De clic en Conexión de área local y después en propiedades. Identificaremos el fabricante de nuestra tarjeta de red. En configuración se pueden hacer cambios en el driver de la interfaz 6

7 3.2. Configuración lógica de la tarjeta de red El siguiente paso consiste en instalar el protocolo y el servicio adecuados para el buen funcionamiento de la tarjeta de red. a) Nuevamente haga clic en el icono de Red en el Panel de Control, aparecerá el siguiente recuadro: Figura 7. Ventana de propiedades de red b) El protocolo de comunicaciones que emplearemos será el TCP/IP, en caso de que no este instalado, deberás instalarlo. En la opción instalar saldrá el siguiente cuadro y daremos Protocolo o bien el servicio o cliente que se desee instalar. Figura 8. Ventana para instalar protocolos o servicios de red 7

8 c) Después activaremos la casilla para compartir archivos e impresoras en toda la red Microsoft, esto nos permitirá que nuestras carpetas o archivos compartidos puedan ser vistos o utilizados por otros usuarios. Figura 9. Casilla para compartir archivos e impresoras en toda la red Creación de una LAN usando dos PC s y un cable cruzado a) Necesitará trabajar con el compañero de al lado. Una vez configurados el Protocolo TCP/IP, y Compartir archivos e impresoras activado. Procederemos a conectar dos computadoras por medio de un cable cruzado. Pregunta: Por qué utilizamos un cable cruzado? b) Vaya a Propiedades de Mi PC y en el icono de Identificación asigne un Nombre a la computadora y un Grupo de Trabajo. Nota: El grupo de trabajo debe ser idéntico en las dos PC s, el nombre puede ser cualquiera como el nombre del usuario o el número de PC, es decir tan solo será un identificador, pero el grupo de trabajo será el que nos permitirá conectarnos en la misma subred. En la siguiente figura se muestra la ventana de las propiedades de Mi PC, en donde iremos a la pestaña de Identificación de red en donde podemos observar que el nombre de nuestra PC es: davinci y nuestro grupo de trabajo es: INICIOMS 8

9 Figura 10. Ventana de Identificación de red c) De doble clic sobre el icono Entorno de Red, que se encuentra en el escritorio y observemos lo que pasa cuando damos doble clic a Toda la Red. Anote sus observaciones. d) Para que nuestra red esté completa, debemos compartir algunos recursos de nuestra máquina a la de nuestro compañero. Para esto, compartiremos una carpeta de nuestro disco duro. Solamente hay que dar un clic sobre el botón derecho del ratón estando este señalando la carpeta elegida y seleccionar Compartir. Se abrirá una pequeña ventana en donde le volveremos a confirmar que queremos compartirla y daremos clic sobre Aceptar. e) Espere unos segundos. Abra el Explorador de Windows y busque en Entorno de Red la computadora de su compañero (por el nombre de la PC) y la carpeta que está compartiendo (tal vez haga falta reiniciar el equipo nuevamente). Copie y pegue esta carpeta a su propio disco duro. Anote sus observaciones Creación de una LAN usando un HUB o Switch Ahora procederemos a crear una LAN con nuestras dos PC s, pero desconectaremos el cable cruzado que las enlaza y usaremos un HUB o el switch. Tenga en cuenta que necesitaremos ahora dos cables, uno para cada PC. Pregunta: Qué tipo de cable usaremos para conectar las PC s a un hub? 9

10 Utilizaremos cables UTP con conectores RJ-45, un switch o un HUB y armaremos el siguiente diagrama mostrado en la figura 11 ó 12 según se el caso. Configuraremos nuestra dirección IP que será la XXX, sonde XXX será la dirección que el profesor nos indique y ejecutaremos el comando PING a la dirección IP de nuestro compañero, por ejemplo: PING t (este comando nos indicará la comunicación de PC a PC por medio de una ventana de MS DOS). Figura 11. Creación de una LAN usando un HUB. Figura 12. Creación de una LAN usando un Switch Creación de dos LAN usando interconectadas con dos Switch o HUB s Ahora procederemos a crear dos LAN pero ahora será con cuatro PC s y usaremos un dos HUB o dos switch. Tenga en cuenta que necesitaremos ahora un cable más que será el que comunicará a cada dispositivo (Switch a Switch ó HUB a HUB). Utilizaremos cables UTP con conectores RJ-45, dos switch o dos HUB y armaremos el siguiente diagrama mostrado en la figura 13 ó 14 según se el caso Figura 13. Creación de 2 LAN interconectadas con dos HUB. 10

11 Figura 14. Creación de 2 LAN interconectadas por medio de 2 Switch.. Nota: Nuevamente ejecute PING s para verificar la comunicación de PC s a PC s Conexión de nuestra LAN a Internet a) Usando nuestra LAN con el hub o el switch, podemos ahora conectar la LAN a Internet. Para esto, necesitaremos instalar los protocolos TCP/IP en las Propiedades de Red. b) Cuado se encuentre instalado, hacemos doble clic sobre TCP/IP y configuramos la Dirección IP de la máquina nuevamente (pida al profesor que nos indique que IP será y por que no deben de repetirse para ninguna computadora), la Puerta de Enlace, el Dominio y la Dirección IP de los servidores DNS. Consulte a su profesor sobre el direccionamiento que se utilizará. c) Conecte un cable ( cruzado o recto?) de cualquier puerto del Hub o el switch hacia la salida de Internet disponible en el laboratorio, como se muestra en la figura de abajo: Figura 15. Conexión de nuestra LAN a Internet. 11

12 d) Configure y abra un explorador Web (Internet Explorer, Netscape, etc.). Verifique que la conexión a Internet está ya activa. Anote sus observaciones: 3.7. Observaciones y conclusiones. Anote sus observaciones finales y sus conclusiones acerca de lo aprendido, tanto en el aula de clases como en el laboratorio. Discútalas con sus compañeros de equipo. Bibliografía: ROBLEDO Sosa, Cornelio REDES DE COMPUTADORAS Segunda Edición, Ed. Politécnico. 12