Tema 2: Redes de Área Local

 

Redes de área local LAN

MEDIOS DE TRANSMISION

Se pueden diferenciar 2 grupos:
Guiados: Los cables.
No Guiados: Los medios inalámbricos.

CABLEADO
Cable: elemento de transmisión, soporte físico por el que discurre la información.
A la hora de establecer el cableado habrá que tener en cuenta las necesidades de comunicación actuales y futuras de la empresa.
El cableado de la red es tomado como algo secundario dentro de la planificación y la instalación de la red. Su buen diseño y correcta instalación tienen mucha importancia, ya que muchas veces los problemas de funcionamiento de la red se deben al cableado. La elección de un buen sistema de cableado es muy importante. La inversión estimada es del 6% del coste total, sin embargo está comprobado que el 70% de los fallos producidos en una red se deben a defectos en el cableado.

El cableado ha de hacerse de una forma lógica y organizada de manera que se pueda detectar los fallos y se puedan corregir estos rápidamente.
La velocidad con la que se transmiten los datos dentro de una red se mide en Mbps (Megabits/s).
El cable utilizado para formar parte de la red se denomina a veces medio.
Cada medio de transmisión tiene ventajas e inconvenientes.
Hay una serie de factores a tener en cuenta a la hora de elegir el medio de transmisión adecuado, como pueden ser:
Topología que soporta.
influencia de interferencias.
Económica y facilidad de instalación.
Seguridad: facilidad para intervenir el medio.

Vamos a considerar 3 tipos de cable:
Coaxial.
Par trenzado.
Fibra óptica.

Tecnología Ethernet

 Ethernet es la tecnología tradicional para conectar dispositivos en una red de área local (LAN) o una red de área amplia (WAN) por cable, lo que les permite comunicarse entre sí a través de un protocolo: un conjunto de reglas o lenguaje de red común. Ethernet describe cómo los dispositivos de red pueden formatear y transmitir datos para que otros dispositivos del mismo segmento de red de área local o de campus puedan reconocer, recibir y procesar la información. Un cable Ethernet es el cableado físico, encapsulado, por el que viajan los datos.

Los dispositivos conectados que acceden a una red localizada geográficamente con un cable –es decir, con una conexión alámbrica en lugar de inalámbrica– probablemente utilizan Ethernet. Desde las empresas hasta los jugadores, diversos usuarios finales dependen de las ventajas de la conectividad Ethernet, que incluyen fiabilidad y seguridad.

En comparación con la tecnología LAN inalámbrica (WLAN), Ethernet suele ser menos vulnerable a las interrupciones. También puede ofrecer un mayor grado de seguridad y control de la red que la tecnología inalámbrica, ya que los dispositivos deben conectarse mediante un cableado físico. Esto dificulta el acceso de extraños a los datos de la red o el secuestro del ancho de banda para dispositivos no autorizados.

Ventajas y desventajas

Ethernet tiene muchas ventajas para los usuarios, y por eso se ha hecho tan popular. Sin embargo, también tiene algunas desventajas.

Ventajas

·         Costo relativamente bajo;

·         compatibilidad con versiones anteriores;

·         generalmente resistente al ruido;

·         buena calidad de transferencia de datos;

·         velocidad;

·         fiabilidad; y

·         seguridad de los datos: se pueden utilizar los firewalls habituales.

Desventajas

·         Está pensado para redes más pequeñas y de menor distancia.

·         La movilidad es limitada.

·         El uso de cables más largos puede crear diafonía.

·         No funciona bien con aplicaciones en tiempo real o interactivas.

·         El aumento del tráfico hace que la velocidad de Ethernet disminuya.

·         Los receptores no acusan recibo de los paquetes de datos.

·         A la hora de solucionar los problemas, es difícil determinar qué cable o nodo específico está causando el problema.

 Topologías de Red:

Es el arreglo físico o lógico en el cual los dispositivos o nodos de una red (computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de comunicación.

Cuando se menciona la topología de redes, se hace referencia a la forma geométrica en que están distribuidas las estaciones de trabajo y los cables que las conectan. Su objetivo es buscar la forma más económica y eficaz de conexión para, al mismo tiempo, aumentar la fiabilidad del sistema, evitar los tiempos de espera en la transmisión, permitir un mejor control de la red y lograr de forma eficiente el aumento del número de las estaciones de trabajo.

  Existen 2 tipos de medio de comunicación:

1.  Topología física: Se refiere al diseño actual del medio de transmisión de la red

2.  Topología lógica: Se refiere a la trayectoria lógica que una señal a su paso por los nodos de la red.

Existen varias topologías de red básicas (ducto, estrella, anillo y malla), pero también existen redes híbridas que combinan una o más de las topologías anteriores en una misma red.

 Topología de ducto (bus)

 Una topología de ducto o bus está caracterizada por una dorsal principal con dispositivos de red interconectados a lo largo de la dorsal. Las redes de ductos son consideradas como topologías pasivas. Las computadoras "escuchan" al ducto. Cuando éstas están listas para transmitir, ellas se aseguran de que no haya nadie más transmitiendo en el ducto, y entonces ellas envían sus paquetes de información. Las redes de ducto basadas en contención (ya que cada computadora debe contender por un tiempo de transmisión) típicamente emplean la arquitectura de red ETHERNET.

 Las redes de bus comúnmente utilizan cable coaxial como medio de comunicación, las computadoras se contaban al ducto mediante un conector BNC en forma de T. En el extremo de la red se ponía un terminador (si se utilizaba un cable de 50 ohm, se ponía un terminador de 50 ohms también).

 Las redes de ducto son fáciles de instalar y de extender. Son muy susceptibles a quebraduras de cable, conectores y cortos en el cable que son muy difíciles de encontrar. Un problema físico en la red, tal como un conector T, puede tumbar toda la red.

Topología de estrella (star)

 En una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés) o a un conmutador de paquetes (swicth en inglés).

En un ambiente LAN cada computadora se conecta con su propio cable (típicamente par trenzado) a un puerto del hub o switch. Este tipo de red sigue siendo pasiva, utilizando un método basado en contención, las computadoras escuchan el cable y contienden por un tiempo de transmisión.

Debido a que la topología estrella utiliza un cable de conexión para cada computadora, es muy fácil de expandir, sólo dependerá del número de puertos disponibles en el hub o switch (aunque se pueden conectar hubs o switchs en cadena para así incrementar el número de puertos). La desventaja de esta topología en la centralización de la comunicación, ya que, si el hub falla, toda la red se cae.

Hay que aclarar que, aunque la topología física de una red Ethernet basada en hub es estrella, la topología lógica sigue siendo basada en ducto.

 

Topología de anillo (ring)

 Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el cable en un círculo físico. La topología de anillo mueve información sobre el cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las computadoras en la red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una computadora en particular en la red por un "token". El token circula alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el cable. La computadora destino envía un mensaje (a la computadora que envió los datos) que dé fueron recibidos correctamente. La computadora que transmitió los datos crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.

Topología de malla (mesh)

 La topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los dispositivos de la red, así como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en la red está conectado a todos los demás (todos conectados con todos). Este tipo de tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el cable como medio, pero puede ser inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red puede seguir operando si una conexión se rompe.

 Las redes de malla, obviamente, son más difíciles y caras para instalar que las otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.

Topología de Árbol:

 La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central. El controlador central del árbol es un concentrador activo. Un concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware que regenera los patrones de bits recibidos antes de retransmitidos.

Retransmitir las señales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal. Los concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos. Un concentrador pasivo proporciona solamente una conexión física entre los dispositivos conectados.