TEMA 31. REDES DE ÁREA LOCAL, USO Y CARACTERÍSTICAS

REDES DE ÁREA LOCAL, USO Y CARACTERÍSTICAS

Una red de área local, red local o LAN (del inglés Local Área Network) es la interconexión de varios ordenadores y periféricos. Su extensión esta limitada físicamente a un edificio o a un entorno de hasta 200 metros. Su aplicación más extendida es la interconexión de ordenadores personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc., para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen.

El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información.

Evolución

En sus inicios, las redes sirvieron para compartir la información en un servidor (mainframe) con terminales consideradas máquinas tontas. Entonces, cada fabricante tenía su propio sistema de conexión y no era compatible con el de otros, por la diferencia en protocolos, cableado y dispositivos que codificaran y decodificaran la información.

Fue la aparición del PC lo que aceleró el crecimiento de las redes, pues hizo más fácil y barato compartir información.

Las primeras redes comerciales se valían del protocolo Arcnet (Attached Resource Computer Network), desarrollado por Datapoint Corporation, alrededor de 1980. Utilizaba cable coaxial y empleaba conexiones de 2.5 Mbps, en ese tiempo considerada alta velocidad, ya que los usuarios estaban acostumbrados a compartir información vía puerto paralelo o serial, donde la transmisión era muy lenta.

El protocolo Arcnet fue el “boom” de la industria para satisfacer las necesidades de interconexión de los dispositivos dentro de una compañía. “Fue cuando se comenzó hablar de la reducción de costos, por el hecho de no tener equipo monopolizado (compartir impresoras, archivos o datos), donde la seguridad era muy baja.Las primeras redes se conectaban con cableado coaxial; de ahí surgió la primera caracterización de cableado estructurado.

Eran redes limitadas en la cobertura de grandes distancias y para hacer movimientos, adiciones o cambios, porque se formaba una maraña de cables cuando se agregaba más equipos.

Cuando surgió el protocolo Ethernet, con velocidades de 10 Mbps, la preocupación de la industria se centraba en la seguridad, pues Arcnet era un protocolo que determinaba a quién le llegaba la información y con Ethernet era probable que la información le llegara a otro usuario.

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Por su parte, IBM empleaba el protocolo Token Ring, a 4 Mbps, con tecnología cerrada, alto nivel de seguridad, eficiencia y se manejaba con cable twinaxial (también nombrado cable tipo 1 de IBM).

Después de Arcnet y Token Ring, apareció Token Ring a 16 Mbps, un protocolo más veloz y seguro, pero también cerrado y difícil de implementar o diseñar para edificios grandes.

Luego, Ethernet se hizo abierto, con lo cual toda la industria prefirió este protocolo y muchos fabricantes lo comenzaron a adoptar en diversos dispositivos.

Las redes empezaron a crecer rápidamente; desapareció Arcnet y Token Ring se empezó a quedar atrás por ser cerrado.

Con el surgimiento del protocolo ATM muchos proveedores apostaron que era el futuro de las redes, por el ancho de banda que ofrecía, pero tenía algunos problemas de control.

Ethernet, el gran ganadorHubo fabricantes que invirtieron miles de millones en el desarrollo de esta tecnología; sin embargo, la apertura y facilidad de Ethernet ganó sobré ATM y las compañías que apostaron cerraron operaciones por la caída de ATM.

La organización OSI (Open System Interconect) puso orden y homologó criterios para evitar la falta de conectividad y fue como comenzaron a darse las primeras conexiones entre redes.

En 1980 las conexiones a Internet eran muy pocas; las empresas conectaban su oficinas por medio de un enlace dedicado que se establecía por línea telefónica.

De ahí nacieron los routers, cuyo objetivo era comunicar las redes locales, ya sean en Ethernet, Token Ring o Arcnet, y traducir sus datos al lenguaje que hablaban los operadores telefónicos. Estos equipos comenzaron a tener mayores capacidades y determinaban qué hacer y a dónde enviar los paquetes de información.

Cableado estructuradoLa historia del medio de transmisión comenzó con los enlaces de los mainframes con terminales tontas, a través de cables twinaxiales y coaxiales.

Con el nacimiento del PC se montaron redes coaxiales para computadoras personales con más flexibilidad y sistemas abiertos, pero con el problema al hacer adiciones o cambios de equipo.

Por ello se buscó un sistema que permitiera, de forma independiente y segura, compartir recursos, con flexibilidad para hacer movimientos sin afectar a otros usuarios.

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Fue cuando surgieron los cables de cuatro pares trenzados, denominados UTP (Unshielded Twisted Pair), que ofrecían ancho de banda de hasta 10Mbps (Categoría 3). Esa velocidad se incrementó a 100Mbps y hubo la necesidad de hacer cable con mejor cobre de mejor calidad, trenzado y aislamiento. Apareció entonces la Categoría 5.

Posteriormente, surgió el cable blindado STP (Shielded Twisted Pair Cabling) o FTP, que mejoraba el paso de información. Al mismo tiempo apareció el manejo de tierra física, pues el cable protegido con malla se debía aterrizar y la cultura de instalar esta protección eléctrica en telecomunicaciones no se había desarrollado.

El cable de cuatro pares se transformó en un sistema sofisticado. De ahí surgió la Categoría 6 y 6A, que hace un par de meses fue estandarizada con transmisiones de 10 Gb.

Paralelo al desarrollo del cobre se dio el de la fibra óptica, donde se rompió el paradigma de que ésta proporcionaba ancho de banda infinito, pues tiene un desempeño determinado.

Equipo activoEl denominado equipo activo se compone de varios elementos: hubs, ruteadores, switches, etc..

En un principio se emplearon hubs para interconectar ordenadores. Estos repiten cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que lo ha enviado el. Este tipo de operación resultaba ineficiente y no permitía un adecuado desempeño de las redes Ethernet.

Más tarde se generalizó el uso de switches que, a diferencia de los concentradores (hubs), mandan la información sólo al PC al que está destinado.

En tanto, los ruteadores permiten asegurar el envío de paquetes entre dos redes.

Los primeros enrutadores creados por Xerox se pusieron en marcha en 1974 y el primer enrutador multiprotocolo fue creado en 1981.

Existen distintos tipos de ruteador, como los usados por los ISPs; asimismo, hay equipos pequeños que permiten al usuario intercambiar datos con la red de su proveedor de Internet de banda ancha.

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Además, los ruteadores para hogar hacen la función de NAT (Network Adress Translation), de tal modo que todas las computadoras dentro de una red tengan acceso a Internet usando una sola dirección IP. Estos son necesarios cuando en una red se quiere bajar información con programas de intercambio de datos como por ejemplo el Emule.

Tarjetas de redConocidas también como NIC (Network Interface Card), evolucionaron conforme creció la demanda de datos; las primeras funcionaba con Arcnet, a 2.5 Mbps. Eran de configuración manual, ya que debían ponerse los números de nodo y tener cuidado que no se repitieran en la misma red.

Luego llegaron las tarjetas Arcnet inteligentes que fueron capaces de autoconfigurarse con un número de nodo específico.

A la par surgieron las tarjetas Token Ring de 4 Mbps, las Ethernet y Token Ring a 18 Mbps.

Con la supremacía de Ethernet aparecieron tarjetas de 10 Mbps, más tarde hubo Fast Ethernet a 100 Mbps y actualmente son comunes las Gigabit Ethernet a 1000 Mbps.

Por otro lado, la tendencia se ha inclinado a que las funciones de red sean manejadas directamente por el chipset del PC; por ello, en computadoras nuevas ya no es necesario agregar una tarjeta y de requerirse se pueden usar adaptadores de red USB.

Ventajas

En una empresa suelen existir muchos ordenadores, los cuales necesitan de su propia impresora para imprimir informes (redundancia de hardware), los datos almacenados en uno de los equipos es muy probable que sean necesarios en otro de los equipos de la empresa, por lo que será necesario copiarlos en este, pudiéndose producir desfases entre los datos de dos usuarios, la ocupación de los recursos de almacenamiento en disco se multiplican (redundancia de datos), los ordenadores que trabajen con los mismos datos tendrán que tener los mismos programas para manejar dichos datos (redundancia de software), etc.

La solución a estos problemas se llama red de área local, esta permite compartir bases de datos (se elimina la redundancia de datos), programas (se elimina la redundancia de software) y periféricos como puede ser un módem, una tarjeta RDSI, una impresora, etc. (se elimina la redundancia de hardware); poniendo a nuestra disposición otros medios de comunicación como pueden ser el correo electrónico y el Chat. Nos permite realizar un proceso distribuido, es decir, las tareas se pueden repartir en distintos nodos y nos permite la integración de los procesos y datos de cada uno de los usuarios en un sistema de trabajo corporativo. Tener la posibilidad de centralizar información o procedimientos facilita la administración y la gestión de los equipos.

Además una red de área local conlleva un importante ahorro, tanto de tiempo, ya que se logra gestión de la información y del trabajo, como de dinero, ya que no es preciso comprar muchos periféricos, se consume menos papel, y en una conexión a Internet se

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puede utilizar una única conexión telefónica o de banda ancha compartida por varios ordenadores conectados en red.

Características importantes

Tecnología broadcast (difusión) con el medio de transmisión compartido. Cableado específico instalado normalmente a propósito. Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps y 1 Gbps. Extensión máxima no superior a 3 km Uso de un medio de comunicación privado La simplicidad del medio de transmisión que utiliza (cable coaxial, cables

telefónicos y fibra óptica) La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el hardware y el software Gran variedad y número de dispositivos conectados Posibilidad de conexión con otras redes limitante de 100 m

Topología de la red

La topología de red define la estructura de una red. Una parte de la definición topológica es la topología física, que es la disposición real de los cables o medios. La otra parte es la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar datos. Las topologías más comúnmente usadas son las siguientes:

Topologías físicas Una topología de bus circular usa un solo cable backbone que debe terminarse

en ambos extremos. Todos los hosts se conectan directamente a este backbone.

La topología de anillo conecta un host con el siguiente y al último host con el primero. Esto crea un anillo físico de cable.

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La topología en estrella conecta todos los cables con un punto central de concentración.

Una topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí mediante la conexión de HUBs o switches. Esta topología puede extender el alcance y la cobertura de la red.

Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar los HUBs o switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico de la topología.

La topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de

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malla en los sistemas de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. Como se puede observar en el gráfico, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Aunque Internet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la topología de malla completa.

Componentes

Servidor: el servidor es aquel o aquellos ordenadores que van a compartir sus recursos hardware y software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.

Estación de trabajo: los ordenadores que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.

Gateways o pasarelas: es un hardware y software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes ordenadores (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red, y viceversa.

Bridges o puentes: es un hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.

Tarjeta de red: también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre el ordenador y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con el ordenador se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.

El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, par de cable, cable coaxial y la fibra óptica (cada vez en más uso esta última).

Concentradores de cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya

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que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red.

Principales tipos de redes de área local

LAN (Red de Área Local)Es una red local de PCs; la más antigua y popular fue Arcnet, creada en 1977 por Datapoint. Corresponde al estándar IEEE 802.

MAN (Red de Área Metropolitana)Red que cubre una ciudad completa utilizando la tecnología desarrollada para las LAN; por ejemplo, redes de televisión por cable, sistema telefónico, comunicación por microondas o medios ópticos.

WAN (Red de Área Amplia)Opera en las capas física y de enlace del modelo de referencia OSI. Son construidas por organizaciones o empresas particulares o por los proveedores de Internet para proporcionar conexión a sus clientes.

El lógico avance de las TIC nos lleva en la evolución de las redes de área local a la conexión con un mundo virtual que nos da acceso ilimitado a recursos como es Internet.

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¿QUÉ ES INTERNET?

Es una red que interconecta redes de computadoras entre sí a través de cable coaxial, fibra óptica, radiofrecuencia o líneas telefónicas.

Utiliza un lenguaje común (TCP/IP), que garantiza la comunicación entre los diferentes participantes.

Nació en los años 60, en Estados Unidos, cuando se buscaba una forma de mantener comunicaciones vitales en el país en caso de una guerra nuclear.

El proyecto contemplaba la eliminación de cualquier “autoridad central”, ya que sería el primer blanco en caso de un ataque, por lo que cada máquina conectada debería tener la misma capacidad para mandar y recibir información.

Los mensajes deberían dividirse en paquetes y contendrían la dirección de destino, pero sin determinar una ruta específica para su arribo. La ruta que siguieran los paquetes no era importante.

En 1969 se estableció la primera red de su tipo en la Universidad de California y poco después aparecieron tres redes adicionales. Así nació Arpanet (Advanced Research Projects Agency NETwork), antecedente de Internet.

What´s TCP/IP?, es decir, ¿qué es el TCP/IP?

El TCP/IP es un protocolo de red que nos permite la conexión entre ordenadores para transmisión de datos. Es el protocolo que utiliza Internet.Uno de los parámetros que hay que configurar en el protocolo es la dirección IP, que por decirlo de alguna manera es el nombre que va a tener el ordenador dentro de una red y vendrá determinado por una serie de números (ejemplo, 192.168.1.2), todos ellos separados por puntos y como máximo en grupos de 3 dígitos y un separados en 4 grupos.No pueden existir 2 ordenadores dentro de una misma red con la misma dirección IP, ya que si no existiría un conflicto de direcciones.

Otro de los parámetros que hay que configurar es la Máscara de subred, que configura cada máquina con el enrutador que ole da acceso a la red.

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El siguiente parámetro que se debe configurar es la Puerta de enlace predeterminada , que sirve para unir todos los nodos de direcciones IP.

Servidores DNS, son los servidores de nombre de dominio. Por explicarlo de una manera simple, se podría decir que cada página de Internet tiene una dirección, lo que conseguimos con los servidores de nombre de dominio es que podamos ver las paginas al introducir el nombre en la barra de direcciones, el lo transforma en una dirección IP para buscar esa pagina en el servidor correspondiente.

Si es cierto que esta configuración la podemos introducir manualmente en el ordenador, sólo se debe hacer cuando formamos parte de una red completamente organizada, o cuando nuestro servidor de Internet nos da una dirección IP fija y no dinámica. Qué quiere decir esto, pues simplemente una dirección IP fija es que cada vez que nosotros con conectamos a Internet tendremos la misma dirección IP, y es nuestro proveedor de servicios de Internet (ONO, Telefónica, Jazztel…) el que nos da estos parámetros. Por el contrario una IP dinámica es aquella dirección IP que puede variar cada vez que conectamos nuestro cable MODEM de Internet, o cada vez que se resetea la línea por el motivo que sea. Si es cierto que lo normal es que si no apagamos nuestro dispositivo de conexión a Internet estaremos manteniendo esta dirección.

Para ver la configuración que tenemos en el protocolo TCP/IP lo podemos hacer de dos formas:

1º.- Esta opción solo nos permite visualizar los datos y no modificarlos. Vamos al botón de Inicio y pulsamos sobre ejecutar:

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En la ventana que se abre escribimos CMD y pulsamos en aceptar:

En la ventana que se nos abre escribimos ipconfig y pulsamos Intro, teniendo el resultado de la configuración de nuestro protocolo:

Saldrá algo parecido a esto, en este caso es un conector inalámbrico el que está dando el servicio en vez de la tarjeta de red, pero los parámetros serán similares.

2º.- Vamos al panel de controlconexiones de red, y la ventana que se nos abre pulsamos con el botón derecho sobre la conexión que estemos utilizando, ya que puede haber mas de una pero sólo una es la que esta operativa del ratón y vamos a la opción de propiedades.

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En la ventana que se nos abre, pulsamos sobre el protocolo y pulsamos en propiedades.

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En la ventana que se abre a continuación podemos ver que por defecto esta marcada la opción de “Obtener una dirección IP automáticamente” y “Obtener una dirección del servidor DNS automáticamente”. Esto es para la configuración IP dinámica, si quisiéramos configurar la estática sólo tendríamos que marcar las opciones de “Usar la siguiente dirección IP” y “Usar las siguientes direcciones de servidores DNS”.

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PRÁCTICA 32.a

1. ¿Qué es una red de área local?

2. ¿Para qué servían las redes en un principio?

3. ¿Qué es el protocolo Arcnet?

4. ¿Qué era lo que preocupaba cuando apareció Ethernet?

5. ¿Cuál fue el protocolo que desarrollo IBM?

6. ¿Quién fuel el ganador de los 3 protocolos?

7. ¿Qué tuvo que suceder para que se pudieran interconectar varias redes entre si?

8. ¿Cuáles son los tipos de cableado estructurado que aparecen en el tema?

9. ¿Cómo son también conocidas las tarjetas de red?

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10. ¿cuáles son las ventajas de tener una red de área local?

11. ¿Qué quiere decir topología?

12. Dibuja las topologías de red que hay y pon su nombre a cada una.

13. Que diferencias hay entre LAN, MAN y WAN?

14. ¿Qué es Internet?

15. ¿Qué es el TCP/IP?

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