Ciertos dispositivos, como los repetidores, concentradores y conmutadores, simplemente, permiten que una estación de trabajo establezca comunicación

Transcripción

1 Ciertos dispositivos, como los repetidores, concentradores y conmutadores, simplemente, permiten que una estación de trabajo establezca comunicación con otra en la misma red local, mientras que otros dispositivos de red, como puentes y enrutadores, permiten que dos estaciones de trabajo en dos áreas distintas geográficamente o con diferente topología de red se comuniquen. Estos dispositivos varían en inteligencia y complejidad basándose, principalmente, en la capa del modelo 0SI en la que funcionan

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3 Como cualquier señal eléctrica, las transmisiones de datos tienden a degradarse, lentamente, a lo largo de la distancia del recorrido y con frecuencia, limita el diámetro de una determinada red de datos a muy pocos metros. Por ejemplo, en redes 10Base2 o thinnet, todo el bus (o la longitud total de todos los segmentos del cable) no puede superar los 185 metros. Para superar esta limitación de distancia y permitir que redes thinnet alcancen distancias de hasta 925 metros, se crearon los repetidores para la transmisión de datos Ethernet.

4 Los repetidores no están limitados sólo a redes eléctricas cableadas, si no que también se pueden encontrar en redes inalámbricas y ópticas.

5 REPETIDORES Un repetidor es un dispositivo sencillo que funciona en la capa física (o capa 1 del modelo OSI) y actúa como un amplificador de señales para el medio al que esta conectado. Esencialmente, una señal entra al repetidor por uno de sus puertos, se amplifica, se vuelve a temporizar y, después, se vuelve a transmitir en su forma amplificada al resto de puertos. Los repetidores básicos sólo tienen dos puertos, mientras que los repetidores más avanzados o los repetidores de puertos múltiplles

6 CONCENTRADORES O HUBS A medida que las redes migraron de una infraestructura coaxial a una de par trenzado, se hizo necesario un nuevo dispositivo. Para ello, se creó un repetidor de múltiples puertos para cables de par trenzado. Para redes Ethernet, este dispositivo se asignó a un concentrador (o Hub). Un dispositivo similar en redes de Token Ring se llama unidad de acceso al medio (MAU, Media Access Unit)

7 CONCENTRADORES O HUBS AI igual que los repetidores, los concentradores funcionan en las capa física (o capa 1 del modelo OSI) y, simplemente, atienden las transmisiones de uno de sus puertos RJ-45. Cuando se recibe una señal o Transmisión, el concentrador amplifica y vuelve a temporizar la señal y, a continuación, la retransmite a todos los puertos a los que una estación de trabajo o un servidor esta conectado Si un concentrador no tiene suficientes puertos, se pueden encadenar dos o más concentradores para aumentar el tamaño de una red. Normalmente, esta cadena o cascada de concentradores se realiza a través de un puerto llamado puerto uplink o puerto MDI, que es un conector RJ-45 especialmente diseñado para la conexión entre concentradores.

8 REDES ETHERNET USANDO TOPOLOGÍAS EN ESTRELLA En una red en bus, si el cable se corta por algún punto, cae toda la red, y además resulta muy difícil localizar la avería. Por eso la detección y protección contra averías resulta especialmente importante. Tanto la topología en bus como en estrella tienen ventajas e inconvenientes, por eso en las Ethernet modernas se ha producido un proceso de fusión buscando una topología con las ventajas de ambas. Se implementa una topología lógica en bus mediante una topología física en estrella, en la que para liberarnos del problema de la dependencia del nodo central, simplificamos éste, hasta convertirlo en un dispositivo tan sencillo que será muy difícil que falle. ADEMÁS, EL NODO CENTRAL DEJA DE SER UN NODO PRIVILIEGIADO, convirtiendose en un elemento tonto sin capacidad de cálculo, o sólo con la suficiente para realizar la conmutación de tramas entre nodos. Al nodo central en este tipo de redes lo denominamos CONCENTRADOR O HUB Nota: es un abuso común del lenguaje el afirmar que un grupo de nodos conectados a un concentrador forman una red en estrella. Eso no es cierto, una red en estrella es una red con un nodo CENTRAL privilegiado, si este no existe la red no es en estrella. En las redes en anillo comotoken Ring también se utilizan concentradores, y no considerandose por ello que la red es en estrella, sino en anillo

9 CONMUTADORES Y CONCENTRADORES CONCENTRADORES O HUBS vimos que el Par trenzado sólo permite conexiones punto a punto. Sin embargo existe la posibilidad de implementar conexiones multipunto utilizando par trenzado, mediante la utilización de Concentradores. Un Concentrador o Hub es un dispositivo que interconecta varias entradas RJ-45 con un bus central haciendo converger en él todas las tramas procedentes de los nodos conectados. El Concentrador es un dispositivo completamente pasivo, sólo conecta las entradas, convirtiendo la topología física en estrella en una topología lógica en bus. Pero no hace nada por evitar las colisiones, que se producen en el bus cuando varias tramas son canalizadas simultaneamente Sigue existiendo un bus central físico, pero está dentro del concentrador

10 CONMUTADORES Y CONCENTRADORES Un concentrador es un repetidor multipuerto. Cada entrada del Hub actua como un repetidor La topología física es en estrella, permitiendo detectar averías fácilmente, mientras que el Hub es un dispositivo Hardware pasivo, que dificilmente fallará, con lo que no existe problemas de seguridad asociados a la caida del cocentrador La topología lógica sigue siendo en bus

11 CONMUTADORES Y CONCENTRADORES CONCENTRADORES O HUBS Una desventaja de esta topología es la necesidad de una mayor cantidad de cableado, sin embargo el uso de Par trenzado (a priori más económico que el coaxial), hace menos importante esta desventaja. Además se limita el riesgo de caida del Hub multiplicando el número de estos. Si sólo tuvieramos un concentrador, en una red con muchos nodos, éste tendría que tener muchas entradas. Por eso en general los concentradores se conectan (se encadenan) entre si. Esto puede hacerse mediante un par trenzado o mediante coaxial El uso de multiples concentradores da lugar a una topología en árbol, formada por multiples estrellas. Que convergen en un concentrador raiz Concentradores unidos mediante par trenzado Concentradores unidos mediante coaxial

12 CONMUTADORES Y CONCENTRADORES CONCENTRADORES O HUBS

13 Concentradores o HUBs Normalmente se puede seguir visualmente el funcionamiento del concentrador mediante un juego de diodos luminosos. Existe un diodo por puerta de entrada que se enciende y apaga cada vez que se produce tráfico desde esa entrada.

14 CONMUTADORES o SWITCHES Hasta hace unos años los conmutadores eran dispositivos muy caros, hoy en día la situación está cambiando, y se utilizan mucho como alternativa a los Hubs, para mejorar las prestaciones de la red a alta carga Para que el conmutador sea útil debe proporcionarsele una tabla de direcciones ethernet de los nodos de la red. Normalmente el switch construye automáticamente la tabla analizando las direcciones origen y destino de los paquetes que pasan a través de él. Con esta información construye una tabla de forma automática, sin intervención a priori del administrador del sistema. Además los conmutadores permiten conectar tipos de nodos de redes Ethernet diferentes (como Ethernet y Fast Ethernet) de forma transparente. (Alguno Hubs también permiten esto mismo)

15 CONMUTADORES o SWITCHES Los conmutadores tienen la capacidad de crear dominios de colisión separados tanto física como virtualmente, porque funcionan en la capa de enlace de datos (o capa 2 del modelo OSI), y en capas superiores, en los casos de un conmutador de varias capas. Cuando un dispositivo trabaja en la capa 2, puede tomar decisiones inteligentes acerca de cómo controlar un determinado paquete de la dirección MAC de origen y de destino. Una dirección de Control de acceso al medio (MAC) es, esencialmente, un único identificador para las tarjetas de red (NIC).

16 CONMUTADORES o SWITCHES n conmutador Ethernet puede parecer igual a un concentrador, los conmutadores no reciben sólo una señal en un puerto y la repiten en los demás puertos. un conmutador recibe un paquete de datos en un puerto y lee la información del encabezado del paquete. Al leer la información del encabezado, el conmutador puede deducir desde donde viene el paquete, y donde se supone que va. Como resultado, el conmutador transmitirá la trama sólo al puerto de destino Como resultado, el conmutador transmitirá la trama sólo al puerto de destino. La excepción de este proceso es cuando una estación de trabajo envía un paquete de difusión, que (puesto que se intenta que los datos lleguen a todas las estaciones de trabajo) el conmutador retransmitirá a todos los puertos.

17 Conmutador (Switch) Conmutador (switch) es un componente que interconecta redes de área local, en el nivel de subred (nivel de enlace de datos). Su función principal es de segmentación de la red. La diferencia entre un puente y un conmutador consiste en que el conmutador sólo interconecta LAN s que utilicen los mismos protocolos, en nivel físico y de enlace. De este modo, la función principal del conmutador es la segmentación de las redes, para aumentar el rendimiento de las prestaciones de éstas.

18 Conmutador (Switch) Un Switch a diferencia de un Hub con cierta "inteligencia", ya que una vez que aprende qué dispositivos pueden alcanzarse a través de cada puerto, sólo envía paquetes a los puertos correspondientes. Es un hub mejorado: además de sus funciones de interconexión es un gestor del tráfico que hay en la red: Sólo retransmite la información a los puertos necesarios. El hub lo hace a todos los puertos. Puede trabajar con velocidades distintas. Es decir, reconoce sectores que pueden ir a 10 Mbps o a 100 Mbps. Mejora la seguridad de nuestra red.

19 Conmutador (Switch) El rendimiento del conmutador, al tener funciones más específicas, es mayor que el del puente. Los conmutadores se ofrecen habitualmente con posibilidad de ser apilados, facilitando la escalabilidad. Si se desea obtener alto rendimiento en estas situaciones, existen en el mercado posibilidades de conectar mediante un bus especial de alta velocidad los distintos módulos. Las tecnologías aplicadas a la conmutación han permitido fabricar conmutadores de nivel 3. No son verdaderos enrutadores, pero poseen muchas de las características de éstos. Tanto los puentes como los conmutadores pueden ser utilizados para diseñar redes virtuales dentro de una LAN.

20 Segmentación de redes En la capa 1, un hub es un dominio de colisión individual, debido a que todos los dispositivos están conectados al mismo medio físico,. Si un puesto envía una difusión, el hub la propaga a todos los demás puestos, de manera que también se convierte en un dominio de difusión individual. La finalidad del dispositivo de Capa 2 (puente o switch) es reducir las colisiones al asignar a cada segmento su propio dominio de colisión. Debido a que los routers funcionan en la capa 3 (de red) del modelo OSI, se utilizan para separar segmentos en dominios de colisión y de difusión únicos.

21 DOMINIO DE COLISIÓN El gran problema de CSMA/CD es la existencia de colisiones. Conforme aumenta el tráfico en la red, las colisiones proliferan y las prestaciones de la red se resienten mucho. Se denomina dominio de colisión al conjunto de equipos que pueden emitir tramas susceptibles de colisionar entre si. Si en un dominio de colisión se producen demasiadas colisiones, debo disminuir el tamaño de éste partiendo el dominio en varios subdominios. A priori, todos los equipos conectados al mismo cable coaxial forman un dominio de colisión. También forman parte del mismo dominio de colisión dos segmentos de red conectados por un repetidor Cuando usamos par trenzado y concentradores, la topología desde el punto de vista lógico, sigue siendo topología en bus, luego varios equipos conectados al mismo HUB, y varios Hubs conectados entre sí, forman parte del mimo dominio de colisión. Hay dos formas de dividir un dominio de colisión en varios dominios. 1. Dividir la RAL en varias RAL s independientes unidas por un PUENTE. 2. Dividir un único segmente de la red en varios segmentos conectados mediante un dispositivo denominado CONMUTADOR O SWITCH

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