Redes Tema 3 3.1.
3.2.Elementos De las LAN. -ordenadores personales que son las herramientas de trabajo directa para los usuarios de la red. -periféricos los más comunes impresoras, escáneres,etc... -infraestructuras adicionales: • Los medios de transmisión: cableados o inalámbricos conectan los nodos de la red entre si. • Adaptadores de red o tarjetas: nic • Dispositivos de interconecsión: sirven para poder diseñar una estructura de una lan es necesario el uso de distintos dispositivos electrónicos que sirven de punto de conexión dentro de la red.(HUB, switch, router, moden) 3.2.1.Medios De transmisión Se encargan de distribuir la información por la red ya pues por un cable o inalámbrico. Cuando la información se mueve lo que realmente que se esta moviendo es energía: • Energía eléctrica . • Energía lumínica. • Energía electromagnética. 3.2.2.Adaptadores De red Estos dispositivos pueden ir insertados en una ranura de la placa base del ordenador o conectados desde el interior: • Tarjetas internas: pueden ir insertados en una ranura de expansión de la placa base y proporcionan hacia el exterior un puerto que generalmente es rj45. Pueden haber tarjetas inalámbricas que incluyen una antena. • Tarjetas externas: se conectan al ordenador a través de un puerto usb. Los parámetros que suelen determinar la elección de un adaptador son: el estándar que cumple, la
velocidad máxima de operación, tipo de acceso que proporciona. 3.2.3.Dispositivos De interconexión • Receptores de hubs: son unos dispositivos de interconexión cuya función es permitir aumentar la distancia alcanzada por la red además permiten aumentar el número de equipos conectados a la red cumpliendo la formativa existen dos tipos: ◦ Redes cableadas. ◦ Redes inalámbricas. •
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Los puentes: son dispositivos de nivel dos, trabajan al nivel de enlace de datos, permiten dividir la red de área local en trozos a este proceso se le denomina segmentación además este tipo de dispositivo permiten interconectar redes de diferentes tecnologías. Switches: son puentes que tienen la posibilidad de dividir la red en muchos segmentos retransmiten a mayor velocidad permiten que varios segmentos operen con velocidades diferentes. Routers: son dispositivos de nivel tres (red) permiten segmentar la red y elegir la ruta óptima que deben seguir los mensajes guiados desde un equipo a otro a los segmentos se les llaman subredes, además de dividir la red en subredes los router permiten determinar la ruta que deben seguir los mensajes hasta el siguiente router y los router pueden interconectar distintas redes de área local existen dos tipos de routers: ◦ Router cableados. ◦ Router inalámbricos.
· Representación de la cisco
· Ejemplos de uso
3.3.Ventajas e inconvenientes(LAN) •
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ventajas: ◦ Recursos compartidos. ◦ Estandarización: proporciona una serie de normas que define la comunicación entre los equipos de la red. Los fabricantes de dispositivos poseen unas reglas a la hora de desarrollar sus productos. ◦ Flexibilidad: la incorporación de nuevos equipos a las redes local es sencillo. ◦ Rentabilidad: debido a la alta velocidad de comunicación y a la posibilidad de compartir recursos. inconvenientes: ◦ Seguridad: en las redes “LAN” son necesarias medidas especiales de seguridad para evitar que usuarios o programas acedan a la red. Si u equipo se infectara con un virus o gusano podría extenderse a todos los equipos de la red. ◦ Administración: es tarea compleja. ◦ Centralización.
3.4. Tipos de LAN Bus Topologia · anillo · bus · estrella
Medios fisicos · cableada · inalambrica
Control de acceso · donde: Centralizada Distribuida · como: Retonación circular Reserva Contención
Las redes locales pueden clasificarse teniendo en cuenta diversas características como la topología, medios de transmisión y la técnica de control de acceso al medio empleado. • La topología hace referencia al medio físico y lógico de la red. • Medios físicos:cableada: los equipos utilizan un cable para conectarse en la red. Inalámbricas:no emplean cables utilizan electromagnéticas. 3.4.1. Topología Una red local esta formada por varios equipos llamados nodos, estos están entre si por lineas de comunicación y conectores a las distintas formas de conectar los componentes de una red local les llama topología: • Física : indica la disposición física de los elementos de la red. • Lógica: indica la forma en que los datos viajan por la red. 3.4.1.1. Topología física • Topología en bus: en las redes que tienen esta topología los nodos están conectados directamente a un canal de comunicación común llamado bus suele ser un cable coaxial. En los extremos del cable debe haber un terminador que elimina las señales de retorno del bus. La información que se envía al bus llega a todos los nodos conectados. -Ventajas:
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1. No es necesaria electrónica de red. 2. Sencillez de la red. 3. Nos es necesario que todos los nodos estén en funcionamiento. Topología en anillos: en esta topología cada nodo esta conectado con sus dos nodos adyacentes por enlaces punto a punto formando un anillo cerrado o circular por el cual viaja la información. ◦ Ventajas: 1. En las redes el anillo simplifica el acceso al medio. ◦ Inconvenientes: 1. Si uno de los nodos deja de funcionar la red también lo hará. 2. La tarea de añadir los nodos a la red requiere romper el anillo. Esto implica que mientras añades nodos la red no funciona. * testigo o token permiso para poder mandar información a otro. (sino recibes no mandas)
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Topología en estrella: existe un nodo central enlazado directamente con todos los demás, que controla el trafico de datos por la red reenviando los datos a su destino cada nodo tiene un enlace punto a punto con el nodo central. Cunado un nodo quiere mandar datos a otro los envía a trabes del nodo central. El nodo central puede ser un switch o un hub. Si se envían los datos solo al destino es un switch, en caso contrario es un hub. ◦ Ventajas: 1. Es una topología fácil de diseñar, instalar y mantener. 2. Si un nodo falla siempre que no sea el central la red continua. 3. La detección de fallos y la reparación es sencilla. ◦ Inconvenientes: 1. Toda la información pasa por el nodo central. 2. Produciendo se cuellos de botella. 3. Si el nodo central falla la red no funciona.
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Topología en árbol o jerárquica: un conjunto de redes en estrellas interconectadas. ◦ Ventajas: 1. Esta topología facilita el crecimiento de la red. ◦ Inconvenientes: 1. Si falla uno de los nodos principal implica la interrupción de las comunicaciones.
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topología en malla: cada nodo se conectan a todos los demás de forma que los datos pueden viajar de nodo de origen al destino siguiendo distintas rutas.
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º
Ventajas: 1. Cada nodo esta conectado físicamente a los demás si algún enlace falla los datos siempre encontraran una ruta alternativa. 1. La red no es vulnerable al fallo de un nodo.
º
Inconvenientes: 1. El número de nodos que soporta es bastante limitado, pues de lo contrario el número de enlaces se dispara.
Topología lógica.
3.4.1.2.Control de acceso en red Es importante tener en cuenta la capacidad de transmisión de una red. La capacidad de transmisión de una red de área local es una característica que miden la cantidad de información que se puede transmitir por unidad de tiempo por la red. Las redes de área local poseen una capacidad de transmisión limitada y esta debe ser compartida por todos los equipos de red este echo puede dar lugar a situaciones en las que algún equipo acapare la red, para evitarlo es necesario emplear alguna técnica que controle el acceso al medio. Atendiendo a la técnica de acceso al medio podemos clasificar las redes de área local según dos criterios donde se realizan dicho control: – Donde se realiza dicho control. Según se realiza el control, tendremos redes con esquemas centralizados: – Existe un controlador central que organiza el acceso al medio Redes con sistema distribuido: – Todos los equipos realizan el control de acceso al medio basándose en unas reglas acordadas. – Como se realiza el control las redes dependiendo de su topología y sus características pueden emplear varias alternativas: – Rotación circular: los equipos tienen un turno asignado para trasmitir si llegado el punto el equipo no tiene datos para transmitir pasa el turno al siguiente y espera a que llegue de nuevo su turno poniéndose a la cola de nuevo. Si hubiera un controlador central. Si no hay controlador cada equipo tiene que esperar en la cola. – Reserva: el equipo que quiere transmitir reserva un hueco para hacerlo. Esta técnica es útil para redes cuyos equipos requieren transmisiones continuas con muchos datos. – Contención: los equipos compiten por el uso de red es útil para transmisiones cortas y eventuales. 3.5. Estándares IEEE802.XX A finales de los 70 las redes de computadoras había crecido considerablemente por lo que se hacia necesario el establecimiento de estándares de comunicación. El instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos, fue fundado en 1884, tiene como propósito el fomento de la innovación tecnológica, entre sus tareas se encuentra la regularización de diferentes tecnologías, mediante la creación de normas o estándares. El IEE esta dividido en diferentes comités de estandarización que abordan diversas áreas de conocimiento. En febrero de 1980 se constituye el comité 802, encargado de definir los estándares para las redes locales LAN y MAN. El primer objetivo era estandarizar un sistema de comunicaciones de 1 y 2 Mbp/s (mega bits por segundo) que constituía básicamente el primitivo (poco evolucionado) Ethernet, desde entonces, se han estandarizado un gran numero de protocolos, para ello, el comité 802, se ha organizado en diferentes grupos de trabajo. Cada uno de los grupos recibe el nombre de “IEEE 802.XX”. Los protocolos de “IEEE 802.XX” definen un nivel físico y un nivel de acceso de datos, que se encuentra a su vez dividido en 2 subniveles: •
Subnivel de control de acceso al medio (MAC):
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Dado que el medio de comunicaciones es compartido, se requiere el establecimiento de reglas para compartir. Subnivel de control de acceso lógico (LLC): Se dedica a tareas como el control de flujo, retransmisión de tramas y comprobación de errores.
3.5.1.Estándares más relevantes. • • • • •
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IEEE 802.2: Grupo de trabajo para la definición del subnivel LLC. IEEE 802.3: Grupo de trabajo Ethernet. Este protocolo es el más extendido en el uso de redes LAN en todo el mundo. IEEE 802.5: Grupo de trabajo encargado en definir el protocolo basado en el anillo. IEEE 802.11: Grupo de trabajo para redes LAN inalámbricas. Es el protocolo mas utilizado para este tipo de redes, su nombre popular es WI-FI. IEEE 802.15: Grupo para áreas de trabajo personal inalámbricas. Dentro de este grupo se han acogido normas de gran difusión mundial de las comunicaciones inalámbricas de pequeños dispositivos como el “bluetooth”. IEEE 802.16:Grupo de trabajo para acceso a redes inalámbricas de banda ancha, popularmente conocido como “wimax”. Este protocolo pretende dotar de conectividad a dispositivos fijos y que se encuentran a una distancia considerable. Esta enfocado a zonas rurales, a las cuales no se tiene acceso a través de medios guiados (Cables, fibra óptica...), extienden las redes inalámbricas para que puedan llegar a estos sitios.
3.6 Estándar IEEE 802.3 y “Ethernet”. El estándar IEEE 802.3 surgió gracias al auge que obtuvo el protocolo Ethernet, propuesto por las empresas “Xerox”, “DEC”, “Intel”. Para competir con el protocolo “Token ring” de IMB (IEEEE 802.5), que era el que más se utilizaba en los años 70. Gracias al éxito de “Ethernet”, IEEE (instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos) decidió estandarizar el protocolo con el grupo de trabajo IEEE 802.3. Sin embargo este proceso de regularización introdujo algunas novedades, en la definición del protocolo. Hoy en día, pueden coexistir ambos protocolos en una misma “LAN”. Se pueden encontrar nombrados como IEEE 802.3 y Ethernet-DIX. Esta compuesto por diferentes niveles: • Nivel físico: Esta diseñado para poder ser implementado para distintos medios físicos con distintas velocidades. La anotación que identifica cada una de las variantes es: ◦ Velocidad Mb/s: Las velocidades de los dispositivos de hoy en día van de 10, 100, 1000... Mb/s. ◦ Tipo de codificación: Todas las redes utilizan banda base. ◦ Tipo de medio de transporte: Tipo de transmisión comúnmente usado es el par trenzado (P), o también fibra óptica (F). Ejemplo: “100 Base Tx”, “10 Base T”, “2G Base F”. •
Subnivel de control de acceso al medio: El mecanismo de compartición del medio utilizado, se basa en la contienda. En este caso se utiliza el procedimiento de “escucha de portador con detección de colisión” (CSMA/CD). Es importante tener en cuenta la distancia que se puede alcanzar con este método de acceso.
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Formato de trama IEEE 802.3
Preámbulo Delimitador de inicio de trama 7 Bytes
Dirección de destino
Dirección de origen
2-6 Bytes
2-6 Bytes
1 Byte
Longitud de trama Información Relleno (Pat) 2 Bytes
0-1500 Bytes
0-N Bytes
Secuencia de chequeo de trama 4 Bytes
3.7 Estandar IEEE 802.11 (WI-FI). Este protocolo es el más extendido para la creación de LAN, sin presencia de hilos. Los orígenes se remontan a finales del siglo XX. “Nokia” y “Symbol tecnologies”, crearon una asociación conocida como “Alianza de compatibilidad ethernet inalámbrica”, que paso a denominarse “WI-FI” en el 2003. El objetivo era crear una marca que permitiese fomentar las conexiones inalámbricas y asegurar la compatibilidad de equipos. En Wi-fi una estación debe asociarse a una entidad conocida como “Conjunto de servicios básicos” (BSS) esta asociación permitirá la transmisión de datos desde una estación a otra para la asociación BSS se necesita los siguientes parámetros: • •
SSID (Identificador del conjunto de servicios básicos) se asocia con el wifi. Canal de radiofrecuencia utilizado (El medio a compartir).
El estándar IEEE 802.11 plantea 2 modos de operación: El modo Ad-hoc el medio compartido es el aire y no existe ningún intermediario, todas las estaciones utilizan el medio para dirigirse a todas las estaciones que tienen en su radio de cobertura. Todas las estaciones deben estar provistas de una interfaz wi-fi del modo infraestructura BSS que esta coordinado por una entidad llamada punto de acceso, todas las estaciones deberán de asociarse al punto de acceso para poder acceder al BSS. El punto de acceso actúa como moderador, esto gestiona el acceso al medio concediendo a una estación que lo solicita la posibilidad de transmitir y pidiendo a las demás que esperen un tiempo.
By: Me er dani vasilon.