sistema de cableado estructurado
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Sistema de Cableado EstructuradoTRANSCRIPT
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UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA VICERRECTORADO ACADEMICO REA DE INGENIERA CARRERA INGENIERA DE SISTEMAS
SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO PARA INGRESAR NUEVAS
ESTACIONES DE TRABAJO A LA RED DE COMUNICACIN DE DATOS
DE LA EMPRESA ELECENTRO C.A. SEDE ARAGUA.
Trabajo de Grado presentado por Yonnys Ysaas Escalona Medina para optar al
titulo de Ingeniero de Sistemas
C.I. 9.596.409
Tutor Acadmico: Ing. Mireya Delgado
Tutor Empresarial: Ing. Marisol Bez.
Centro Local Aragua
Maracay, Junio de 2006
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SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO PARA INGRESAR NUEVAS ESTACIONES DE TRABAJO A LA RED DE COMUNICACIN DE DATOS
DE LA EMPRESA ELECENTRO C.A. SEDE ARAGUA.
Trabajo de Grado presentado por Yonnys Ysaas Escalona Medina para optar al titulo de Ingeniero de Sistemas
C.I. 9.596.409 Tutor Acadmico: Ing. Mireya Delgado Tutor Empresarial: Ing. Marisol Bez.
Centro Local Aragua Maracay, Junio de 2006
RESUMEN
La empresa ELECENTRO C.A. Sede Aragua, es una de las filiales de la organizacin CADAFE, Electricidad del centro C. A. (ELECENTRO), con sede en la ciudad de Maracay. Es una empresa que se encarga de la distribucin y comercializacin de la energa elctrica, a los fines de cumplir con las exigencias del proceso de desarrollo elctrico de los Estados Aragua, Miranda, Gurico, Apure y Amazonas. ELECENTRO C.A., tiene la responsabilidad de mantener y operar el sistema de transmisin en 115 KV., asociado a los estados nombrados anteriormente, para ello se planifican, coordinan, dirigen y controlan las operaciones y mantenimientos de dicho sistema, cuya capacidad instalada es de 2.183,5 MVA y una longitud de lnea de 3.377 kmts. Con el devenir de los aos, en muchas de las dependencias de la matriz CADAFE, han implantado sistemas de redes de computadoras LAN conectadas a dicha matriz, esto debido al crecimiento de grandes volmenes de informacin a nivel local. Uno de los efectos ms notorios es el crecimiento de la empresa y por ende las redes de rea se encuentran muy saturadas y llenas de conflictos tanto tcnicos como operativos. Por tal motivo surge la propuesta de este trabajo de investigacin, como respuesta a esa problemtica existente especialmente en la regin Aragua.
La idea de este proyecto de investigacin es analizar, disear y planificar la implantacin de un sistema de cableado estructurado, que cumpla con los estndares internacionales vigentes, en materia de redes cableadas e inalmbricas y que permita a todos los integrantes de la empresa el acceso oportuno y en tiempo real a la red, la comunicacin intra e interdepartamental, y la utilizacin de Internet como medio para desarrollar el potencial investigativo, de prestacin de servicios, y de produccin de bienes que posee dicha empresa. Todo lo anterior otorgar a los futuros nuevos usuarios de red, una herramienta poderosa que les ayude en su crecimiento como dependencia esencial de la matriz CADAFE.
El desarrollo de este proyecto de grado, se sustent en una metodologa eclctica compuesta por Whitten (5), Madron (2) y David (9); la cual se estructur en tres (3) fases. Estas fases son presentadas a lo largo de este informe, y se nutrieron con los lineamientos dados por cada uno de los autores especialistas en sus respectivas reas temticas. El producto final de este trabajo de investigacin, en este caso el diseo y el plan estratgico para ingresar nuevas estaciones de trabajo a la red de comunicacin de datos a ELECENTRO C.A. Sede Aragua, le garantizar al personal de la misma un desempeo ptimo de las tareas y funciones asignadas a ellos. PALABRAS CLAVE: Sistema de Cableado Estructurado, Telecomunicaciones, Informtica, Redes de Comunicacin, Internet, Red de rea Local (LAN), Medios de Comunicacin.
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INDICE GENERAL
Pg. Dedicatoria.... Agradecimientos ndice de tablas.. ndice de figuras.... ndice de planos.... Lista de smbolos.. RESUMEN.............................................................................................................. INTRODUCCIN. CAPITULO I. MARCO CONCEPTUAL.. I.1. Concepto de red informtica.. I.2. Servicios de red.. I.2.1. Acceso I.2.2. Archivos. I.2.3. Impresin I.2.4. Informacin I.2.5. Otros... I.3. Equipos de red I.3.1. Servidores... I.3.2. Estaciones de trabajo.. I.4. Tipos de redes segn su extensin. I.4.1. Redes de rea Local (LAN).. I.4.2. Redes de rea Metropolitana (MAN) I.4.3. Redes de rea Extensa (WAN). I.5. Protocolos de red I.5.1. IPX/SPX. I.5.2. NeTBIOS I.5.3. NeTBEUI I.5.4. APPLeTalk.
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I.5.5. TCP/IP I.5.5.1. Protocolos a nivel de red.. I.5.5.2. Protocolos a nivel de aplicacin.. I.5.5.3. Breve historia del protocolo TCP/IP... I.5.5.4. Como trabaja el protocolo TCP/IP.. I.5.5.5. El programa INetd y los puertos.. I.5.5.5.1. INetd I.5.5.5.2. Puertos. I.5.5.6. Nmeros IP.. I.5.5.7. Clasificacin del espacio de direcciones. I.5.5.8. Clases primarias de direcciones.. I.5.5.9. Redes clase A (/8)... I.5.5.10. Redes clase B (/16). I.5.5.11. Redes clase C (/24). I.5.6. Subredes. I.5.6.1. Mascara de una subred. I.6. Definicin de INTRANET. I.6.1. Definicin de LAN.. I.6.2. Beneficios de una red local LAN I.6.3. Tipos de redes informticas segn su topologa. I.6.3.1. Anillo I.6.3.2. Bus I.6.3.3. Estrella. I.6.4. Tipos de redes informticas segn su protocolo de bajo nivel I.6.4.1. Ethernet. I.6.4.1.1. 10 base-5.. I.6.4.1.2. 10 base-2.. I.6.4.1.3. 10 base b-T. I.6.4.1.4. 10 base-FL.. I.6.5. La regla 5-4-3. I.6.6. Puentes y Conmutadores I.6.6.1. Puente o bridge I.6.6.2. Swith o conmutador. I.6.6.3. Como afectan a la regla 5-4-3. I.6.7. Token ring.
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I.7. Comunicacin de una red LAN con el exterior.. I.7.1. Router.. I.7.2. RDSI I.8. Definicin de Cableado Estructurado I.8.1. Beneficios de un Sistema de Cableado Estructurado. I.8.2. Elementos de un Sistema de Cableado Estructurado. I.8.3. Estndares de un Sistema de Cableado Estructurado. I.8.3.1. Qu es el 568?.................................................................. I.8.3.2. Organizaciones de Estndares de Cableado Estructurado.. I.8.3.3. Alcance del Estndar TIA/EIA-568 I.8.4. Los seis subsistemas del Sistema de Cableado Estructurado I.8.4.1. 1.Entrada al edificio I.8.4.2. 2.Cuarto de equipo.. I.8.4.3. 3.Cableado de la dorsal (backbone) I.8.4.3.1. Tipo de cable referido para la dorsal. I.8.4.4. Gabinete de telecomunicaciones. I.8.4.4.1. Rack I.8.4.4.2. Match-panels.. I.8.4.5. 5. Cableado horizontal. I.8.4.6. 6. rea de trabajo. I.8.5. Como leer un cable modular.. I.8.6. Normas para el Cableado Estructurado.. I.8.6.1. EIA/TIA 568-A I.8.7. Requerimientos de funcionamiento y de ancho de banda.. I.8.7.1. UTP.. I.8.7.1.1. Categora 3.. I.8.7.1.2. Categora 4.. I.8.7.1.3. Categora 5.. I.8.7.2. STP de 150 ohm I.8.7.2.1. STP-A. I.8.7.3. Fibra ptica... I.9. Concepto de INTERNET
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I.9.1. Servicios de Internet I.9.1.1. FTP I.9.1.2. Telnet. I.9.1.3. Gopher I.9.1.4. Correo electronico (e-mail)................................................... I.9.1.5. Lista de distribucin.............................................................. I.9.1.6. Archie.................................................................................... I.9.1.7. Grupos de noticias................................................................. I.9.1.8. Chat....................................................................................... I.9.1.9. Wold Wide Web................................................................... I.9.2. Direcciones y dominios....................................................................... I.9.2.1. Identificacin de los recursos mediante el URL CAPITULO II. EL PROBLEMA. LA SOLUCIN PLANTEADA. II.1. Resea histrica de la organizacin. II.1.1. Visin de ELECENTRO C.A.. II.1.2. Misin de ELECENTRO C.A. II.1.3. Objetivos de la organizacin II.1.3.1. Objetivo general... II.1.3.2. Objetivos especficos II.1.4. Estructura organizativa. II.1.4.1. Descripcin de funciones. II.1.4.2. Grupo de Soporte, Operaciones y Redes. II.1.4.2.1. Misin del Grupo.. II.1.4.2.2. Estructura organizativa del Grupo II.1.4.2.3. Descripcin de las funciones del Grupo II.2. Planteamiento del problema. II.2.1. Situacin actual II.2.2 Propuesta.. II.2.3. Justificacin. CAPITULO III. DEFINICIN DEL PROYECTO.. III.1. Objetivo General de la investigacin.. III.2. Objetivos Especficos..
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III.3. Alcances de la investigacin CAPITULO IV. METODOLOGIA Y RESULTADOS. IV.1. Fase I. Anlisis del Sistema de red actual... IV.1.1. Realizar del inventario del Sistema de red actual... IV.1.1.1. Hardware instalado . IV.1.1.2. Software instalado IV.1.1.3. Medios de comunicacin. IV.1.2. Realizar levantamiento planimetrico del sistema de red actual.. IV.1.2.1. Planos de la red actual. IV.1.3. Determinar las fortalezas, debilidades, amenazas y oportunidades del Sistema de red actual. IV.1.3.1. Identificar los problemas del sistema de red actual IV.1.3.2. Formulacin de estrategias: Matriz DOFA IV.1.4. Determinar los objetivos que se desean cumplir para el nuevo Sistema de red. IV.1.4.1. Objetivos organizacionales. IV.1.5. Determinar los nuevos puntos requeridos por los usuarios IV.1.5.1. Nmero y distribucin de los nuevos puntos de red IV.2. Fase II. Diseo del nuevo Sistema de red IV.2.1. Determinar dispositivos de red requeridos para los nuevos puntos
IV.2.1.1 Actualizar los equipos (hardware) existentes. IV.2.1.2 Recursos requeridos (hardware) para nuevos puntos.
IV.2.1.3 Dispositivos de interfases... IV.2.1.4 Estaciones de trabajo y servidores. IV.2.1.5 Software para redes
IV.2.2. Organizar y distribuir los nuevos puntos para aadirlos a la estructura topolgica existente de red.. IV.2.2.1 Especificaciones fsicas para la conexin de los nuevos puntos IV.2.3. Realizar levantamiento planimetrico de los nuevos puntos...
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IV.2.4. Disear los nuevos puntos de red en cuanto a la seguridad fsica de sus componentes y su confiabilidad. IV.2.4.1. Seguridad de datos y polticas de control IV.2.4.2. Administracin de la red. IV.2.4.3. Proteccin de las instalaciones de la red. IV.2.4.4. Confiabilidad que ofrece la red... IV.2.5. Disear los nuevos puntos de red en cuanto a la escogencia de los dispositivos ms idneos para el desenvolvimiento de la misma. IV.2.5.1. Conectividad de la red IV.2.5.2. Desempeo de la red.. IV.2.6. Disear polticas de mantenimiento para el Sistema de Cableado Estructurado de la red IV.2.6.1. Polticas de mantenimiento para el cableado de red.. IV.2.6.2. Estandarizacin del cableado de la red.. IV.2.7. Determinar los requerimientos tcnicos y operativos para evaluar a Las empresas proveedoras de los equipos y materiales. IV.2.7.1. Adquisicin de los equipos y materiales IV.2.8. Realizar el anlisis de viabilidad IV.2.8.1. La inversin inicial. IV.2.8.2. Depreciacin.. IV.2.8.3. Costos de servicios. IV.2.8.4. Costos de mantenimiento IV.2.8.5. Costos totales.. IV.2.8.6. Beneficios tangibles IV.2.8.7. Beneficios intangibles. IV.3. Fase III. Formulacin de un Plan Estratgico para la implantacin de los nuevos puntos de red.. IV.3.1. Declarar la misin de la red IV.3.2. Declarar la visin de la red IV.3.3. Realizar auditoria externa a la red.. IV.3.4. Realizar auditoria interna a la red... IV.3.5. Definir los objetivos a largo plazo.. IV.3.6. Definir las estrategias. IV.3.7. Determinar los objetivos anuales
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IV.3.8. Definir las polticas. IV.3.9. Asignar recursos. IV.3.8. Medicin y evaluacin de las estrategias... CAPITULO V. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES V.1. Conclusiones. V.2. Recomendaciones. Bibliografa.. Anexos
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NDICE DE TABLAS
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Tabla N 1. Plataforma que soportan al protocolo TCP/IP Tabla N 2. Asignaciones estndares de los puertos. Tabla N 3. Espacio de direcciones Tabla N 4. Caractersticas del Ethernet grueso. Tabla N 5. Caractersticas del Ethernet fino. Tabla N 6. Caractersticas de conectores 10 base-T. Tabla N 7. Tipo de cable utilizado para la dorsal. Tabla N 8. Listado de los dominios territoriales y genricos.. Tabla N 9. Estrategia Metodolgica Tabla N 10. Distribucin de equipos de cmputos y perifricos... Tabla N 11. Software instalados Tabla N 12. Medios de comunicacin existentes en la red Tabla N 13. Significado de las categoras estructura PIECES de James W.. Tabla N 14. Estructura PIECES del sistema de red actual Tabla N 15. Auditoria interna y externa del sistema de red actual Tabla N 16. Matriz DOFA del sistema de red actual Tabla N 17. Requerimientos de disponibilidad de datos... Tabla N 18. Requerimientos de los servicios de Internet y correo elecrnico.. Tabla N 19. Nmero de personas por unidad funcional Tabla N 20. Distribucin de los nuevos puntos de red requeridos por cada rea. Tabla N 21 Distribucin de los nuevos puntos por unidad funcional.. Tabla N 22. Especificaciones fsicas para la conexin de los nuevos puntos de red Tabla N 23. Esquema de seguridad para ELECENTRO C.A. Sede Aragua Tabla N 24. Resumen de ofertas de hardware para las estaciones de trabajo.. Tabla N 25. Matriz de anlisis de seleccin de hardware para las estaciones Tabla N 26. Inversin total fija. Tabla N 27. Relacin de consumo de energa elctrica por equipo en Kwatt.. Tabla N 28. Costo de mantenimiento de equipos. Tabla N 29. Depreciacin de equipos y accesorios.. Tabla N 30. Costo del nuevo diseo de los puntos de red Tabla N 31. Objetivos anuales para la implantacin de la red de ELECENRO C.A.
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NDICE DE FIGURAS
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Figura N 1. Capas de la pila del protocolo TCP/IP Figura N 2. Prefijos de la red extendido. Figura N 3. Topologa anillo.. Figura N 4. Topologa Bus. Figura N 5. Topologa estrella Figura N 6. Topologa en rbol.. Figura N 7. Ethernet grueso Figura N 8. Backbone del Ethernet grueso............................................................ Figura N 9. Ethernet fino........................................................................................ Figura N 10. Tecnologia 10 base-2.......................................................................... Figura N 11. Tecnologia 10 base-T.......................................................................... Figura N 12. Varios HUBs con tecnologia 10 base-T............................................. Figura N 13. Backbone 10 base-T........................................................................... Figura N 14. Conectores 10 base-T.......................................................................... Figura N 15. Regla 5-4-3.......................................................................................... Figura N 16. Red que no cumple la regla 5-4-3....................................................... Figura N 17. Red diseada con Switch o conmutador.. Figura N 18. Red diseada con Switch donde no se cumple la regla 5-4-3. Figura N 19. Red diseada con Switch donde se cumple la regla 5-4-3.. Figura N 20. Diseo para la comunicacin de una red LAN con el exterior... Figura N 21. Varios tipos de enchufes (oulets) de pared para telecomunicaciones. Figura N 22. Racks o gabinetes de telecomunicaciones.. Figura N 23. Paneles de parcheo.. Figura N 24. Tableros de conexin telefnica (s66)................................................ Figura N 25. Conectores RJ45 o RJ48 de ocho hilos... Figura N 26. Asignaciones del conector modular RJ45 de ocho hilos. Figura N 27. Esquema de un cable modular. Figura N 28. Estndar para leer un cable modular Figura N 29. Organigrama Gerencia de Informtica y Telecomunicaciones Figura N 30. Modelo estratgico para implantar los nuevos puntos de red
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NDICE DE PLANOS
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Plano N 1. Presidencia.................................................... Plano N 2. Consultoria Jurdica.............................................................................. Plano N 3. Coordinacin auditoria interna............................................................. Plano N 4. Coordinacin recursos humanos........................................................... Plano N 5. Seguridad industrial.............................................................................. Plano N 6. Seguridad y prevencin......................................................................... Plano N 7. Coordinacin de distribucin Aragua (C.O.D.A.)................................ Plano N 8. Distrito norte......................................................................................... Plano N 9. Mantto. Especializado........................................................................... Plano N 10. Grupo procesamiento de datos.............................................................. Plano N 11. Bienestar social..................................................................................... Plano N 12. Telecomunicaciones.............................................................................. Plano N 13. Proteccin y medicin.......................................................................... Plano N 14. Programacin y control........................................................................ Plano N 15. Planificacin......................................................................................... Plano N 16. Finanzas - Planta baja.......................................................................... Plano N 17. Finanzas Nvel 1............................................................................... Plano N 18. Finanzas Nvel 2............................................................................... Plano N 19. Gerencia de transmisin...................................................................... Plano N 20. Desarrollo y logstica.......................................................................... Plano N 21. Coordinacin auditoria administrativa y financiera............................ Plano N 22. Apoyo a la gestin social...................................................................... Plano N 23. Coordinacin de operaciones y mercados especiales......................... Plano N 24. Nomina............................................................................................... Plano N 25. Gestin social..................................................................................... Plano N 26. Gerencia informtica y telecomunicaciones...................................... Plano N 27. Centro nacional de afericin.............................................................. Plano N 28. Distribucin.......................................................................................
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LISTADO DE SIMBOLOS
P unto ex istente operativ o
P unto requerido por usuario
E stac in de trabajo
R ack(P anel de concentradores)
F otocopiadora
Im presora
U nidad C intas C artuchos
C ontro ladores
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INTRODUCCIN
La poca actual es conocida como la era de las telecomunicaciones, recibimos
diariamente un caudal de informacin de todas partes del mundo, la cual es imposible
de procesar totalmente por una persona. Los satlites, las redes de computadoras, la
televisin e Internet han logrado que nuestro planeta sea una aldea global, donde se
puede estar enterado de cualquier hecho que este acaeciendo en el lugar ms recndito y
alejado del mundo en el mismo instante que sucede.
Venezuela no escapa a la realidad de la cual estamos hablando y las
telecomunicaciones con su tecnologa de punta le ha dado un gran impulso a las redes
de computadoras a travs de los soportes de transmisin que permiten el recorrido de la
informacin a altas velocidades.
La empresa ELECENTRO C.A. Sede Aragua, como una de las organizaciones
del Gobierno Nacional, no escapa al avance de estas potentes herramientas tecnolgicas
como lo son las telecomunicaciones y la informtica. Dicha empresa posee una
infraestructura informtica dentro de este mundo de las redes de informacin. El
siguiente trabajo de investigacin presenta el desarrollo de un sistema de cableado
estructurado para ingresar nuevas estaciones de trabajo a la red de comunicacin de
datos en ELECENTRO C.A. Sede Aragua. La comprensin de este trabajo por parte del
lector ir fluyendo a medida que se lea cada uno de los captulos que lo conforman, los
cuales fueron estructurados de una manera clara y sencilla para su mejor entendimiento.
El capitulo I, describe el marco conceptual, donde estn plasmados cada uno de
los conceptos fundamentales para el desarrollo de este proyecto de investigacin.
El capitulo II, describe a la empresa ELECENTRO C.A. Sede Aragua, la
problemtica que se presenta, la propuesta, la justificacin y la solucin a dicha
problemtica.
El capitulo III, hace referencia a la definicin de este proyecto de investigacin:
titulo del proyecto, objetivo general, objetivos especficos y sus alcances.
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El capitulo IV, es una descripcin acerca de la estrategia metodolgica empleada
y los resultados de la misma. Se detallan las tres (3) fases, contentivas de sus
actividades y productos.
El capitulo V, trata sobre las conclusiones y recomendaciones, producto final de
este trabajo de investigacin.
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CAPITULO I
MARCO CONCEPTUAL
El siguiente captulo expone cada uno de los conceptos tericos usados para el desarrollo de este trabajo de investigacin. Este marco conceptual se basa en las
definiciones dadas por Cisco Systems Inc (2005). Cableado estructurado. {On line}.
Disponible en http://www.Cisco.com.
I.1. CONCEPTO DE RED INFORMTICA
Se puede definir una red informtica como un sistema de comunicacin que
conecta computadoras y otros equipos informticos entre s, con la finalidad de
compartir informacin y recursos.
A travs de la comparticin de informacin y recursos en una red, los usuarios
de los sistemas informticos de una organizacin podrn hacer un mejor uso de los
mismos, mejorando de este modo el rendimiento global de la organizacin. Entre las
ventajas que supone el tener instalada una red, pueden citarse las siguientes:
Mayor facilidad en la comunicacin entre usuarios. Reduccin en el presupuesto para software. Reduccin en el presupuesto para hardware. Posibilidad de organizar grupos de trabajo. Mejoras en la administracin de los equipos y programas. Mejoras en la integridad de los datos. Mayor seguridad para acceder a la informacin.
I.2. SERVICIOS DE RED.
Para obtener todas las ventajas que supone el uso de una red, se deben tener
instalados una serie de servicios de red, como son:
I.2.1. Acceso. Los servicios de acceso se encargan tanto de verificar la identidad del
usuario (para asegurar que slo pueda acceder a los recursos para los que tiene permiso)
como de permitir la conexin de usuarios a la red desde lugares remotos.
I.2.2. Archivos. El servicio de archivos consiste en ofrecer a la red grandes
capacidades de almacenamiento para descargar o eliminar los discos de las estaciones.
http://www.cisco.com/
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Esto permite almacenar tanto aplicaciones como datos en el servidor, reduciendo los
requerimientos de las estaciones. Los ficheros deben ser cargados en las estaciones para
su uso.
I.2.3. Impresin. Permite compartir impresoras entre varios computadores de la red,
lo cual evitar la necesidad de tener una impresora para cada equipo, con la
consiguiente reduccin en los costos. Las impresoras de red pueden ser conectadas a un
servidor de impresin, que se encargar de gestionar la impresin de trabajos para los
usuarios de la red, almacenando trabajos en espera (cola de impresin), asignando
prioridades a los mismos, etc.
I.2.4. Informacin. Los servidores de informacin pueden almacenar bases de datos
para su consulta por los usuarios de la red u otro tipo de informacin, como por ejemplo
documentos de hipertexto.
I.2.5 Otros. En el campo de la comunicacin entre usuarios existen una serie de
servicios que merece la pena comentar. El ms antiguo y popular es el correo
electrnico (e-mail) que permite la comunicacin entre los usuarios a travs de mensajes
escritos. Los mensajes se enviarn y se recuperarn usando un equipo servidor de
correo. Resulta mucho ms econmico y fiable que el correo convencional. Adems, se
tienen los servicios de conferencia (tanto escrita, como por voz y vdeo) que permitirn
a dos o ms usuarios de la red comunicarse directamente (on line).
I.3. EQUIPOS DE RED.
Para poner a disposicin de los usuarios los servicios anteriormente
mencionados, se necesita lgicamente montar el hardware adecuado. Como por
ejemplo, tarjetas de red, concentradores, repetidores, puentes, routers, etc. Se refieren
ahora a los tipos de computadoras existentes en una red.
I.3.1. Servidores. Un servidor es un equipo que ejecuta un sistema operativo de red y
ofrece servicios a las estaciones de trabajo. El servidor debe ser un sistema fiable con un
procesador potente, con discos de alta capacidad y con gran cantidad de memoria RAM.
I.3.2. Estaciones de trabajo. Cuando un computador se conecta a una red, el primero
se convierte en un nodo o estacin de trabajo de la ltima. Las estaciones de trabajo
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pueden ser computadores personales con el DOS, sistemas Macintosh de Apple,
sistemas Windows o estaciones de trabajo sin disco.
I.4. TIPOS DE REDES SEGN SU EXTENSIN.
De acuerdo a la extensin geogrfica que ocupa la red, en este sentido se tienen
los siguientes tipos de redes:
I.4.1. Redes de rea Local (LAN). Una LAN (Local Area Network) es un sistema de
interconexin de equipos informticos basado en lneas de alta velocidad (decenas o
cientos de megabits por segundo) y que suele abarcar, como mucho, un edificio.
Las principales tecnologas usadas en una LAN son: Ethernet, Token ring,
ARCNET y FDDI.
Un caso tpico de LAN es en la que existe un equipo servidor de LAN desde el
que los usuarios cargan las aplicaciones que se ejecutarn en sus estaciones de trabajo.
Los usuarios pueden tambin solicitar tareas de impresin y otros servicios que estn
disponibles mediante aplicaciones que se ejecutan en el servidor. Adems pueden
compartir archivos con otros usuarios en el servidor. Los accesos a estos archivos estn
controlados por un administrador de la LAN.
I.4.2. Redes de rea Metropolitana (MAN). Una MAN (Metropolitan Area
Network) es un sistema de interconexin de equipos informticos distribuidos en una
zona que abarca diversos edificios, por medios pertenecientes a la misma organizacin
propietaria de los equipos. Este tipo de redes se utiliza normalmente para interconectar
redes de rea local.
I.4.3. Redes de rea Extensa (WAN). Una WAN (Wide Area Network) es un sistema
de interconexin de equipos informticos geogrficamente dispersos, que pueden estar
incluso en continentes distintos. El sistema de conexin para estas redes normalmente
involucra a redes pblicas de transmisin de datos.
I.5. PROTOCOLOS DE RED.
Protocolo de red es un conjunto de normas que regulan la comunicacin
(establecimiento, mantenimiento y cancelacin) entre los distintos componentes de una
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17
red informtica. Existen dos tipos de protocolos: protocolos de bajo nivel y protocolos
de red.
Los protocolos de bajo nivel controlan la forma en que las seales se transmiten
por el cable o medio fsico. Los protocolos de red organizan la informacin (controles y
datos) para su transmisin por el medio fsico a travs de los protocolos de bajo nivel. A
continuacin se citan algunos de ellos:
I.5.1. IPX/SPX. IPX (Internetwork Packet Exchange) es un protocolo de Novell que
interconecta redes que usan clientes y servidores Novell Netware. Es un protocolo
orientado a paquetes y no orientado a conexin (esto es, no requiere que se establezca
una conexin antes de que los paquetes se enven a su destino). Otro protocolo, el SPX
(Sequenced Packet eXchange), acta sobre IPX para asegurar la entrega de los paquetes.
I.5.2. NetBIOS. NetBIOS (Network Basic Input/Output System) es un programa que
permite que se comuniquen aplicaciones en diferentes computadoras dentro de una
LAN. Desarrollado originalmente para las redes de computadoras personales IBM, fu
adoptado posteriormente por Microsoft. NetBIOS se usa en redes con topologas
Ethernet y token ring. No permite por si mismo un mecanismo de enrutamiento por lo
que no es adecuado para redes de rea extensa (MAN), en las que se deber usar otro
protocolo para el transporte.
NetBIOS puede actuar como protocolo orientado a conexin o no (en sus modos
respectivos sesin y datagrama). En el modo sesin dos ordenadores establecen una
conexin para establecer una conversacin entre los mismos, mientras que en el modo
datagrama cada mensaje se enva independientemente. Una de las desventajas de
NetBIOS es que no proporciona un marco estndar o formato de datos para la
transmisin.
I.5.3. NetBEUI. NetBIOS Extended User Interface o Interfaz de Usuario para
NetBIOS es una versin mejorada de NetBIOS que s permite el formato o arreglo de la
informacin en una transmisin de datos. Tambin desarrollado por IBM y adoptado
despus por Microsoft, es actualmente el protocolo predominante en las redes Windows
NT, LAN Manager y Windows.
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18
NetBEUI no soporta el enrutamiento de mensajes hacia otras redes, que deber
hacerse a travs de otros protocolos (por ejemplo, IPX o TCP/IP). Un mtodo usual es
instalar tanto NetBEUI como TCP/IP en cada estacin de trabajo y configurar el
servidor para usar NetBEUI para la comunicacin dentro de la LAN y TCP/IP para la
comunicacin hacia afuera de la LAN.
I.5.4. AppleTalk. Es el protocolo de comunicacin para computadoras Apple
Macintosh y viene incluido en su sistema operativo, de tal forma que el usuario no
necesita configurarlo. Existen tres variantes de este protocolo:
LocalTalk. La comunicacin se realiza a travs de los puertos serie de las
estaciones. La velocidad de transmisin es pequea pero sirve por ejemplo para
compartir impresoras.
Ethertalk. Es la versin para Ethernet. Esto aumenta la velocidad y facilita
aplicaciones como por ejemplo la transferencia de archivos.
Tokentalk. Es la versin de Appletalk para redes Tokenring.
I.5.5. TCP/IP. Es realmente un conjunto de protocolos, donde los ms conocidos son
TCP (Transmission Control Protocol o protocolo de control de transmisin) e IP
(Internet Protocol o protocolo Internet). Dicha conjunto o familia de protocolos es el
que se utiliza en Internet.
Protocolo TCP/IP, La suite TCP/IP. Internet es un conglomerado muy amplio
y extenso en el que se encuentran computadores con sistemas operativos incompatibles,
redes ms pequeas y distintos servicios con su propio conjunto de protocolos para la
comunicacin. Ante tanta diversidad resulta necesario establecer un conjunto de reglas
comunes para la comunicacin entre estos diferentes elementos y que adems optimice
la utilizacin de recursos tan distantes. Este papel lo tiene el protocolo TCP/IP. TCP/IP
tambin puede usarse como protocolo de comunicacin en las redes privadas intranet y
extranet.
Las siglas TCP/IP se refieren a dos protocolos de red, que son Transmission
Control Protocol (Protocolo de Control de Transmisin) e Internet Protocol (Protocolo
de Internet) respectivamente. Estos protocolos pertenecen a un conjunto mayor de
protocolos. Dicho conjunto se denomina suite TCP/IP.
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19
Los diferentes protocolos de la suite TCP/IP trabajan conjuntamente para
proporcionar el transporte de datos dentro de Internet (o Intranet). En otras palabras,
hacen posible el acceso a los distintos servicios de la Red. Estos servicios incluyen
transmisin de correo electrnico, transferencia de archivos, grupos de noticias, acceso
a la World Wide Web, etc.
Hay dos clases de protocolos dentro de la suite TCP/IP que son: protocolos a
nivel de red y protocolos a nivel de aplicacin.
I.5.5.1. Protocolos a Nivel de Red. Estos protocolos se encargan de controlar los
mecanismos de transferencia de datos. Normalmente son invisibles para el usuario y
operan por debajo de la superficie del sistema. Dentro de estos protocolos se tienen:
TCP. Controla la divisin de la informacin en unidades individuales de datos
(llamadas paquetes) para que estos paquetes sean encaminados de la forma ms
eficiente hacia su punto de destino. En dicho punto, TCP se encargar de
reensamblar dichos paquetes para reconstruir el archivo o mensaje que se envi.
Por ejemplo, cuando se recibe un archivo HTML desde un servidor Web, el
protocolo de control de transmisin en ese servidor lo divide en uno o ms
paquetes, numera dichos paquetes y se los pasa al protocolo IP. Aunque cada
paquete tenga la misma direccin IP de destino, puede seguir una ruta diferente
a travs de la red. Del otro lado (el programa cliente del Pc), TCP reconstruye
los paquetes individuales y espera hasta que hayan llegado todos para
presentarlo como un solo archivo.
IP. Se encarga de repartir los paquetes de informacin enviados entre el
computador local y los computadores remotos. Esto lo hace etiquetando los
paquetes con una serie de informacin, entre la que cabe destacar las direcciones
IP de los dos computadores. Basndose en esta informacin, IP garantiza que los
datos se encaminarn al destino correcto. Los paquetes recorrern la red hasta su
destino (que puede estar en el otro extremo del planeta) por el camino ms corto
posible gracias a unos dispositivos denominados encaminadores o routers.
I.5.5.2. Protocolos a Nivel de Aplicacin. Algunos de los protocolos asociados a los
distintos servicios de Internet, son FTP, Telnet, Gopher, HTTP, etc. Estos protocolos
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son visibles para el usuario en alguna medida. Por ejemplo, el protocolo FTP (File
Transfer Protocol) es visible para el usuario. El usuario solicita una conexin a otro
ordenador para transferir un archivo, la conexin se establece, y comienza la
transferencia. Durante dicha transferencia, es visible parte del intercambio entre la
mquina del usuario y la mquina remota (mensajes de error y de estado de la
transferencia, como por ejemplo cuantos bytes del archivo se han transferido en un
momento dado).
I.5.5.3. Breve Historia del Protocolo TCP/IP.
A principios de los aos 60, varios investigadores intentaban encontrar una
forma de compartir recursos informticos de una forma ms eficiente. En 1961, Leonard
Klienrock introduce el concepto de Conmutacin de Paquetes (Packet Switching, en
ingls). La idea era que la comunicacin entre computadoras fuese dividida en paquetes.
Cada paquete debera contener la direccin de destino y podra encontrar su propio
camino a travs de la red.
En 1969 la Agencia de Proyectos de Investigacin Avanzada (Defense
Advanced Research Projects Agency o DARPA) del Ejrcito de los EEUU desarrolla la
ARPAnet. La finalidad principal de esta red era la capacidad de resistir un ataque
nuclear de la URSS para lo que se pens en una administracin descentralizada. De este
modo, si algunas computadoras eran destruidas, la red seguira funcionando. Aunque
dicha red funcionaba bien, estaba sujeta a algunas cadas peridicas del sistema. De este
modo, la expansin a largo plazo de esta red podra resultar difcil y costosa. Se inici
entonces una bsqueda de un conjunto de protocolos ms fiables para la misma. Dicha
bsqueda finaliz, a mediados de los 70, con el desarrollo de TCP/IP.
TCP/IP tena (y tiene) ventajas significativas respecto a otros protocolos. Por
ejemplo, consume pocos recursos de red. Adems, poda ser implementado a un costo
mucho menor que otras opciones disponibles entonces. Gracias a estos aspectos, TCP/IP
comenz a hacerse popular. En 1983, TCP/IP se integr en la versin 4.2 del sistema
operativo UNIX de Berkeley y la integracin en versiones comerciales de UNIX vino
pronto. As es como TCP/IP se convirti en el estndar de Internet.
En la actualidad, TCP/IP se usa para muchos propsitos, no solo en Internet. Por
ejemplo, a menudo se disean intranets usando TCP/IP. En tales entornos, TCP/IP
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ofrece ventajas significativas sobre otros protocolos de red. Una de tales ventajas es que
trabaja sobre una gran variedad de hardware y sistemas operativos. De este modo puede
crearse fcilmente una red heterognea usando este protocolo. Dicha red puede contener
estaciones Mac, PC compatibles, estaciones Sun, servidores Novell, etc. Todos estos
elementos pueden comunicarse usando la misma suite de protocolos TCP/IP. La
siguiente tabla muestra una lista de plataformas que soportan TCP/IP:
Plataforma Soporte de TCP/IP
UNIX Nativo
DOS Piper/IP por Ipswitch
Windows TCPMAN por Trumpet Software
Windows 95 Nativo
Windows NT Nativo
Macintosh MacTCP u OpenTransport (Sys 7.5+)
OS/2 Nativo
AS/400 OS/400 Nativo
Tabla N 1. Plataformas que soportan TCP/IP.
Las plataformas que no soportan TCP/IP nativamente lo implementan usando
programas TCP/IP de terceras partes, como se puede apreciar en la tabla anterior.
I.5.5.4. Cmo Trabaja TCP/IP.
TCP/IP opera a travs del uso de una pila. Dicha pila es la suma total de todos
los protocolos necesarios para completar una transferencia de datos entre dos mquinas
(as como el camino que siguen los datos para dejar una mquina o entrar en la otra). La
pila est dividida en capas, como se ilustra en la figura siguiente:
EQUIPO SERVIDOR O CLIENTE
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Capa de
Aplicaciones
Cuando un usuario inicia una transferencia de datos,
esta capa pasa la solicitud a la Capa de Transporte.
Capa de
Transporte
La Capa de Transporte aade una cabecera y pasa
los datos a la Capa de Red.
Capa de
Red
En la Capa de Red, se aaden las direcciones IP de
origen y destino para el enrrutamiento de datos.
Capa de
Enlace de Datos
Ejecuta un control de errores sobre el flujo de datos
entre los protocolos anteriores y la Capa Fsica.
Capa
Fsica
Ingresa o engresa los datos a travs del medio fsico,
que puede ser Ethernet va coaxial, PPP va mdem, etc.
Figura N 1. Capas de la pila del protocolo TCP/IP.
Despus de que los datos han pasado a travs del proceso ilustrado en la figura
anterior, viajan a su destino en otra mquina de la red. All, el proceso se ejecuta al
revs (los datos entran por la capa fsica y recorren la pila hacia arriba). Cada capa de la
pila puede enviar y recibir datos desde la capa adyacente. Cada capa est tambin
asociada con mltiples protocolos que trabajan sobre los datos.
I.5.5.5. El Programa Inetd y los Puertos.
Cada vez que una mquina solicita una conexin a otra, especifica una direccin
particular. En general, est direccin ser la direccin IP Internet de dicha mquina. Es
decir, la mquina solicitante especificar tambin la aplicacin que est intentando
alcanzar dicho destino. Esto involucra a dos elementos: un programa llamado inetd y un
sistema basado en puertos.
I.5.5.5.1.Inetd. Inetd pertenece a un grupo de programas llamados TSR (Terminate and
stay resident). Dichos programas siempre estn en ejecucin, a la espera de que se
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produzca algn suceso determinado en el sistema. Cuando dicho suceso ocurre, el TSR
lleva a cabo la tarea para la que est programado.
En el caso de Inetd, su finalidad es estar a la espera de que se produzca alguna
solicitud de conexin del exterior. Cuando esto ocurre, Inetd evala dicha solicitud
determinando que servicio est solicitando la mquina remota y le pasa el control a
dicho servicio. Por ejemplo, si la mquina remota solicita una pgina Web, le pasar la
solicitud al proceso del servidor Web.
En general, Inetd es iniciado al arrancar el sistema y permanece residente (a la
escucha) hasta que se apaga el equipo o hasta que el operador del sistema finaliza
expresamente dicho proceso.
I.5.5.5.2.Puertos. La mayora de las aplicaciones TCP/IP tienen una filosofa de cliente-
servidor. Cuando se recibe una solicitud de conexin, inetd inicia un programa servidor
que se encargar de comunicarse con la mquina cliente. Para facilitar este proceso, a
cada aplicacin (FTP o Telnet, por ejemplo) se le asigna una nica direccin. Dicha
direccin se llama puerto. Cuando se produce una solicitud de conexin a dicho puerto,
se ejecutar la aplicacin correspondiente.
Aunque la asignacin de puertos a los diferentes servicios es de libre eleccin
para los administradores de sistema, existe un estndar en este sentido que es
conveniente seguir. La tabla que se muestra a continuacin presenta un listado de
algunas asignaciones estndar:
Servicio o Aplicacin Puerto
File Transfer Protocol (FTP) 21
Telnet 23
Simple Mail Transfer Protocol (SMTP) 25
Gopher 70
Finger 79
Hypertext Transfer Protocol (HTTP) 80
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Network News Transfer Protocol (NNTP) 119
Tabla N 2. Asignaciones estndares de los puertos.
I.5.5.6. Nmeros IP. Una direccin IP consiste en cuatro grupos/secuencias de nmeros
separados por puntos, estando cada uno de ellos en el rango de 0 a 254. Por ejemplo,
una direccin IP vlida sera 193.146.85.34. Cada uno de los nmeros decimales
representa una cadena de ocho dgitos binarios. De este modo, la direccin anterior sera
realmente la cadena de ceros y unos:
11000001.10010010.01010101.00100010
NOTA: Se puede usar la Calculadora de Windows 95 para realizar las
conversiones de binario-decimal y viceversa.
La versin actual del protocolo IP (la versin 4 o IPv4) define de esta forma
direcciones de 32 bits, lo que quiere decir que hay 2^32 (4.294.967.296) direcciones
IPv4 disponibles. Esto parece un gran nmero, pero la apertura de nuevos mercados y el
hecho de que un porcentaje significativo de la poblacin mundial sea candidato a tener
una direccin IP, hacen que el nmero finito de direcciones pueda agotarse
eventualmente. Este problema se ve agravado por el hecho de que parte del espacio de
direccionamiento est mal asignado y no puede usarse a su mximo potencial.
Por otra parte, el gran crecimiento de Internet en los ltimos aos ha creado
tambin dificultades para encaminar el trfico entre el nmero cada vez mayor de redes
que la componen. Esto ha creado un crecimiento exponencial del tamao de las tablas
de encaminamiento que se hacen cada vez ms difciles de sostener.
Los problemas mencionados se han solucionado en parte hasta la fecha
introduciendo progresivos niveles de jerarqua en el espacio de direcciones IP, los
cuales se analizarn en los siguientes apartados. No obstante, la solucin a largo plazo
de estos problemas pasa por desarrollar la prxima generacin del protocolo IP (IPng o
IPv6) que puede alterar algunos de nuestros conceptos fundamentales acerca de Internet.
I.5.5.7. Clasificacin del Espacio de Direcciones. Cuando el protocolo IP se estandariz
en 1981, la especificacin requera que a cada sistema conectado a Internet se le
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25
asignase una nica direccin IP de 32 bits. A algunos sistemas, como los routers, que
tienen interfaces a ms de una red se les deba asignar una nica direccin IP para cada
interfaz de red. La primera parte de una direccin IP identifica la red a la que pertenece
el host, mientras que la segunda identifica al propio host. Por ejemplo, en la direccin
135.146.91.26 tendramos:
Prefijo de Red Nmero de Host
135.146 91.26
Tabla N 3. Espacio de direcciones.
Esto crea una jerarqua del direccionamiento a dos niveles. La direccin es
realmente una cadena de 32 dgitos binarios, en la que en el ejemplo anterior se ha
usado los 24 primeros para identificar la red y los 8 ltimos para identificar el host.
I.5.5.8. Clases Primarias de Direcciones. Con la finalidad de proveer la flexibilidad
necesaria para soportar redes de distinto tamao, los diseadores decidieron que el
espacio de direcciones debera ser dividido en tres clases diferentes: Clase A, Clase B y
Clase C. Cada clase fija el lugar que separa la direccin de red de la de host en la cadena
de 32 bits.
Una de las caractersticas fundamentales de este sistema de clasificacin es que
cada direccin contiene una clave que identifica el punto de divisin entre el prefijo de
red y el nmero de host. Por ejemplo, si los dos primeros bits de la direccin son 1-0 el
punto estar entre los bits 15 y 16.
I.5.5.9. Redes Clase A (/8). Cada direccin IP en una red de clase A posee un prefijo de
red de 8 bits (con el primer bit puesto a 0 y un nmero de red de 7 bits), seguido por un
nmero de host de 24 bits.
Es posible definir un mximo de 126 (2^7-2) redes de este tipo y cada red /8
soporta un mximo de 16.777.214 (2^24-2) hosts. Obsrvese que se debe restar dos
nmeros de red y dos nmeros de host. Estos nmeros no pueden ser asignados ni a
ninguna red ni a ningn host y son usados para propsitos especiales. Por ejemplo, el
nmero de host "todos 0" identifica a la propia red a la que "pertenece".
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Traduciendo los nmeros binarios a notacin decimal, se tendra el siguiente
rango de direcciones para la redes /8 o clase A:
1.xxx.xxx.xxx hasta 126.xxx.xxx.xxx.
I.5.5.10. Redes Clase B (/16). Tienen un prefijo de red de 16 bits (con los dos primeros
puestos a 1-0 y un nmero de red de 14 bits), seguidos por un nmero de host de 16 bits.
Esto nos da un mximo de 16.384 (2^14) redes de este tipo, pudindose definir en cada
una de ellas hasta 65.534 (2^16-2) hosts.
Traduciendo los nmeros binarios a notacin decimal, se tendra el siguiente
rango de direcciones para la redes /16 o clase B:
128.0.xxx.xxx hasta 191.255.xxx.xxx.
I.5.5.11. Redes Clase C (/24). Cada direccin de red clase C tiene un prefijo de red de
24 bits (siendo los tres primeros 1-1-0 con un nmero de red de 21 bits), seguidos por
un nmero de host de 8 bits. Se tiene as 2.097.152 (2^21) redes posibles con un
mximo de 254 (2^8-2) host por red.
El rango de direcciones en notacin decimal para las redes clase C sera:
192.0.0.xxx hasta 223.255.255.xxx
I.5.6. Subredes.
En 1985 se define el concepto de subred, o divisin de un nmero de red Clase
A, B o C, en partes ms pequeas. Dicho concepto es introducido para subsanar algunos
de los problemas que estaban empezando a producirse con la clasificacin del
direccionamiento de dos niveles jerrquicos.
Las tablas de enrutamiento de Internet estaban empezando a crecer.
Los administradores locales necesitaban solicitar otro nmero de red de Internet
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antes de que una nueva red se pudiese instalar en su empresa.
Ambos problemas fueron abordados aadiendo otro nivel de jerarqua,
crendose una jerarqua a tres niveles en la estructura del direccionamiento IP. La idea
consisti en dividir la parte dedicada al nmero de host en dos partes: el nmero de
subred y el nmero de host en esa subred:
Jerarqua a dos Niveles
Prefijo de Red Nmero de Host
135.146 91.26
Jerarqua a tres Niveles
Prefijo de Red Nmero de Subred Nmero de Host
135.146 91 26
Este sistema aborda el problema del crecimiento de las tablas de enrutamiento,
asegurando que la divisin de una red en subredes nunca es visible fuera de la red
privada de una organizacin. Los routers dentro de la organizacin privada necesitan
diferenciar entre las subredes individuales, pero en lo que se refiere a los routers de
Internet, todas las subredes de una organizacin estn agrupadas en una sola entrada de
la tabla de rutas. Esto permite al administrador local introducir la complejidad que desee
en la red privada, sin afectar al tamao de las tablas de rutas de Internet.
Por otra parte, slo har falta asignar a la organizacin un nico nmero de red
(de las clases A, B o C) o como mucho unos pocos. La propia organizacin se encargar
entonces de asignar distintos nmeros de subred para cada una de sus redes internas.
Esto evita en la medida de lo posible el agotamiento de los nmeros IP disponibles.
I.5.6.1. Mscara de Subred.
Prefijo de Red extendido. Los routers de Internet usan solamente el prefijo de
red de la direccin de destino para encaminar el trfico hacia un entorno con subredes.
Los routers dentro del entorno con subredes usan el prefijo de red extendido para
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encaminar el trfico entre las subredes. El prefijo de red extendido est compuesto por
el prefijo de red y el nmero de subred:
Prefijo de Red Extendido
Prefijo de Red Nmero de Subred Nmero de Host
El prefijo de red extendido se identifica a travs de la mscara de subred. Por
ejemplo, si se considera la red clase B 135.146.0.0 y se quiere usar el tercer octeto
completo para representar el nmero de subred, se debe especificar la mscara de subred
255.255.255.0
Entre los bits en la mscara de subred y la direccin de Internet existe una
correspondencia uno a uno. Los bits de la mscara de subred estn a 1 si el sistema que
examina la direccin debe tratar los bits correspondientes en la direccin IP como parte
del prefijo de red extendido. Los bits de la mscara estn a 0 si el sistema debe
considerar los bits como parte del nmero de host. Esto se ilustra en la siguiente figura:
prefijo de red N subred n host
Direccin IP 135.146.91.26 10000111 10010010 01011011 00011010
Mscara de Subred 255.255.255.0 11111111 11111111 11111111 00000000
Figura N 2. Prefijo de red extendido.
I.6. CONCEPTO DE INTRANET
Una Intranet es una red o un conjunto de redes informticas interconectadas
pertenecientes a una misma institucin. Como en todas las redes informticas, el
propsito fundamental de la Intranet es compartir informacin y recursos entre los
distintos usuarios de la misma. Lo que distingue a una Intranet de otros tipos de redes es
el protocolo usado para la comunicacin entre las computadoras, que es el TCP/IP, el
mismo que se utiliza en Internet. Con lo cual una Intranet puede ser considerada como
una Internet a pequea escala. La ventaja de esto reside en que podremos utilizar el
mismo software de comunicacin disponible para Internet dentro de la Intranet, con
multitud de programas de libre distribucin.
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I.6.1 Definicin de LAN.
LAN es la abreviatura de Network Area Local (Red de rea Local o
simplemente Red Local). Una red local es la interconexin de varios ordenadores y
perifricos para intercambiar recursos e informacin. En definitiva, permite que dos o
ms mquinas se comuniquen.
El trmino red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la
interconexin de los distintos dispositivos y el tratamiento de la informacin.
Todos los dispositivos pueden comunicarse con el resto aunque tambin pueden
funcionar de forma independiente. Las velocidades de comunicacin son elevadas
estando en el orden de varios millones de bits por segundo dependiendo del tipo de red
que se use. Es un sistema fiable ya que se dispone de sistemas de deteccin y correccin
de errores de transmisin.
Dentro de una red local existen algunas computadoras que sirven informacin,
aplicaciones o recursos a los dems. Estas computadoras se les conocen con el nombre
de servidores.
Los servidores pueden ser dedicados o no dedicados:
Dedicados. Normalmente tienen un sistema operativo ms potente que los
dems y son usados por el administrador de la red.
No dedicados. Pueden ser cualquier puesto de la red que adems de ser usado
por un usuario, facilita el uso de ciertos recursos al resto de los equipos de la
red, por ejemplo, comparte su impresora.
El creciente uso de las redes locales se debe al abaratamiento de sus
componentes y a la generalizacin de sistemas operativos orientados al su uso en red.
Con esto se facilita las operaciones de compartir y usar recursos de las dems
computadoras y perifricos.
I.6.2. Beneficios de una red local (LAN).
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Bien planificada e implementada, una red local aumenta la productividad de los
PCs y perifricos implicados en ella. Si no se planifica y monta apropiadamente puede
ser motivo de frustracin y de prdida de tiempo e informacin.
Algunas de las facilidades que abre el uso de una red local son:
Compartir los recursos existentes: impresoras, mdems, escner, etc.
Uso de un mismo software desde distintos puestos de la red.
Acceder a servicios de informacin internos (Intranet) y externos (Internet).
Intercambiar archivos.
Uso del correo electrnico.
Permite conexiones remotas a los distintos recursos.
Copias de seguridad centralizadas.
Simplifica el mantenimiento del parque de mquinas.
En definitiva, hace posible una mejor distribucin de la informacin.
I.6.3. Tipos de redes informticas segn su topologa.
La topologa se refiere a la forma en que estn interconectados los distintos
equipos (nodos) de una red. Un nodo es un dispositivo activo conectado a la red, como
un computador o una impresora. Un nodo tambin puede ser dispositivo o equipo de la
red como un concentrador, conmutador o un router.
Las topologas ms usadas son:
I.6.3.1. Anillo. Tipo de LAN en la que las computadoras o nodos estn enlazados
formando un crculo a travs de un mismo cable. Las seales circulan en un solo sentido
por el crculo, regenerndose en cada nodo. En la prctica, la mayora de las topologas
lgicas en anillo son en realidad una topologa fsica en estrella.
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31
Figura N 3. Topologa anillo.
I.6.3.2. Bus.
Una topologa de bus consiste en que los nodos se unen en serie con cada nodo
conectado a un cable largo o bus, formando un nico segmento A diferencia del anillo,
el bus es pasivo, no se produce regeneracin de las seales en cada nodo. Una rotura en
cualquier parte del cable causar, normalmente, que el segmento entero pase a ser
inoperable hasta que la rotura sea reparada. Como ejemplos de topologa de bus
tenemos 10BASE-2 y 10BASE-5.
Figura N 4. Topologa bus.
I.6.3.3. Estrella.
Lo ms usual en sta topologa es que en un extremo del segmento se site un
nodo y el otro extremo se termine en una situacin central con un concentrador. La
principal ventaja de este tipo de red es la fiabilidad, dado que si uno de los segmentos
tiene una rotura, afectar slo al nodo conectado en l. Otros usuarios de los
ordenadores de la red continuarn operando como si ese segmento no existiera.
10BASE-T Ethernet y Fast Ethernet son ejemplos de esta topologa.
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Figura N 5. Topologa estrella.
A la interconexin de varias subredes en estrella se le conoce con el nombre de
topologa en rbol.
Figura N 6. Topologa en rbol.
I.6.4. Tipos de redes informticas segn su protocolo de bajo nivel.
Los protocolos se clasifican en dos grupos: protocolos de bajo nivel que son los
que se encargan de gestionar el trfico de informacin por el cable, es decir a nivel
fsico, y los protocolos de red los cuales definen las normas a nivel de software por las
que se van a comunicar los distintos dispositivos de la red.
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Existen muchos protocolos de bajo nivel como pueden ser Ethernet, Token Ring,
FDDI, ATM, LocalTalk, etc. Los ms usados en la actualidad son Ethernet y Token
Ring, los cuales se estudiaran a continuacin.
I.6.4.1 Ethernet. Es el mtodo de conexin ms extendido porque permite un buen
equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalacin. Todo esto combinado con su
buena aceptacin en el mercado y la facilidad de soportar prcticamente todos los
protocolos de red, convierten a Ethernet en la tecnologa ideal para la mayora de las
instalaciones de LAN.
Es la tecnologa de red de rea local ms extendida en la actualidad. Fue diseado
originalmente por Digital, Intel y Xerox por lo cual, la especificacin original se conoce
como Ethernet DIX. Posteriormente en 1.983, fue formalizada por el IEEE como el
estndar Ethernet 802.3.
La velocidad de transmisin de datos en Ethernet es de 10Mbits/s en las configuraciones
habituales pudiendo llegar a ser de 100Mbits/s en las especificaciones Fast Ethernet.
Al principio, slo se usaba cable coaxial con una topologa en BUS, sin embargo esto ha
cambiado y ahora se utilizan nuevas tecnologas como el cable de par trenzado (10
Base-T), fibra ptica (10 Base-FL) y las conexiones a 100/1000 Mbits/s (100/1000
Base-X o Fast Ethernet). La especificacin actual se llama IEEE 802.3u.
Ethernet/IEEE 802.3, est diseado de manera que no se puede transmitir ms de una
informacin a la vez. El objetivo es que no se pierda ninguna informacin, y se controla
con un sistema conocido como CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detection, Deteccin de Portadora con Acceso Mltiple y Deteccin de
Colisiones), cuyo principio de funcionamiento consiste en que una estacin, para
transmitir, debe detectar la presencia de una seal portadora y, si existe, comienza a
transmitir. Si dos estaciones empiezan a transmitir al mismo tiempo, se produce una
colisin y ambas deben repetir la transmisin, para lo cual esperan un tiempo aleatorio
antes de repetir, evitando de este modo una nueva colisin, ya que ambas escogern un
tiempo de espera distinto. Este proceso se repite hasta que se reciba confirmacin de
que la informacin ha llegado a su destino.
Segn el tipo de cable, topologa y dispositivos utilizados para su implementacin se
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34
pueden distinguir los siguientes tipos de Ethernet:
10 Base-5
10 Base-2
10 Base-T
10 Base-FL
I.6.4.1.1. 10 base-5
Tambin conocida como THICK ETHERNET (Ethernet grueso), es la Ethernet original.
Fue desarrollada originalmente a finales de los 70 pero no se estandariz oficialmente hasta
1983.
Utiliza una topologa en BUS, con un cable coaxial que conecta todos los nodos entre s. En
cada extremo del cable tiene que llevar un terminador. Cada nodo se conecta al cable con un
dispositivo llamado transceptor.
Figura N 7. Ethernet grueso.
El cable usado es relativamente grueso (10mm) y rgido. Sin embargo es muy resistente a
interferencias externas y tiene pocas prdidas. Se le conoce con el nombre de RG8 o RG11 y
tiene una impedancia de 50 ohmios. Se puede usar conjuntamente con el 10 Base-2.
Caractersticas:
http://nti.educa.rcanaria.es/conocernos_mejor/paginas/10base-5.htmhttp://nti.educa.rcanaria.es/conocernos_mejor/paginas/10base-2.htmhttp://nti.educa.rcanaria.es/conocernos_mejor/paginas/10base-t.htmhttp://nti.educa.rcanaria.es/conocernos_mejor/paginas/10.htm
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Tipo de cable usado RG8 o
RG11
Tipo de conector usado AUI
Velocidad 10 Mbits/s
Topologa usada BUS
Mnima distancia entre transceptores 2.5 m
Mxima longitud del cable del transceptor 50 m
Mxima longitud de cada segmento 500 m
Mxima longitud de la red 2.500 m
Mximo de dispositivos conectados por
segmento
100
Regla 5-4-3 S
Tabla N 4. Caractersticas Ethernet grueso
La regla 5-4-3 es una norma que limita el tamao de las redes y que se estudiar ms
adelante.
Ventajas:
Es posible usarlo para distancias largas.
Tiene una inmunidad alta a las interferencias.
Conceptualmente es muy simple.
Inconvenientes:
Inflexible. Es difcil realizar cambios en la instalacin una vez montada.
Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejar de
funcionar.
Dificultad para localizacin de fallos. Si existe un fallo en el cableado, la nica
forma de localizarlo es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para
averiguar cual falla.
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Aplicaciones en la actualidad
Debido a los inconvenientes antes mencionados, en la actualidad 10 Base-5 no es usado
para montaje de redes locales. El uso ms comn que se le da en la actualidad es el de
"Backbone". Bsicamente un backbone se usa para unir varios HUB de 10 Base-T
cuando la distancia entre ellos es grande, por ejemplo entre plantas distintas de un
mismo edificio o entre edificios distintos.
Figura N 8. Backbone Ethernet grueso
I.6.4.1.2. 10 base-2
En la mayora de los casos, el costo de instalacin del coaxial y los transceptores de las
redes 10 Base-5 las haca prohibitivas, lo que indujo la utilizacin de un cable ms fino
y, por tanto ms barato, que adems no necesitaba transceptores insertados en l. Se
puede decir que 10 Base-2 es la versin barata de 10 Base-5. Por esto, tambin se le
conoce como Thin Ethernet (Ethernet fino) o cheaper-net(red barata).
Figura N 9. Ethernet fino.
Este tipo de red ha sido la ms usada en los ltimos aos en instalaciones no muy
grandes debido a su simplicidad y precio asequible. Se caracteriza por su cable coaxial
fino (RG-58) y su topologa en BUS. Cada dispositivo de la red se conecta con un
adaptador BNC en forma de "T" y al final de cada uno de los extremos del cable hay
que colocar un terminador de 50 Ohmios.
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Caractersticas:
Tipo de cable usado RG-58
Tipo de conector BNC
Velocidad 10 Mbits/s
Topologa usada BUS
Mnima distancia entre estaciones 0.5 m
Mxima longitud de cada segmento 185 m
Mxima longitud de la red 925 m
Mximo de dispositivos conectados por
segmento
30
Regla 5-4-3 S
Tabla N 5. Caractersticas Ethernet fino.
Ventajas:
Simplicidad: No usa ni concentradores, ni transceptores ni otros dispositivos
adicionales.
Debido a su simplicidad es una red bastante econmica.
Tiene una buena inmunidad al ruido debido a que el cable coaxial dispone de un
blindaje apropiado para este fin.
Inconvenientes:
Inflexible. Es bastante difcil realizar cambios en la disposicin de los
dispositivos una vez montada.
Intolerancia a fallos. Si el cable se corta o falla un conector, toda la red dejar de
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funcionar. En un lugar como un aula de formacin donde el volumen de uso de
los ordenadores es elevado, es habitual que cualquier conector falle y por lo
tanto la red completa deje de funcionar.
Dificultad para localizacin de fallos. Si existe un fallo en el cableado, la nica
forma de localizarlo es ir probando cada uno de los tramos entre nodos para
averiguar cual falla.
El cable RG-58, se usa slo para este tipo de red local, por lo que no podr ser
usado para cualquier otro propsito como ocurre con otro tipo de cables.
Aplicaciones en la actualidad:
La tecnologa 10 Base-2 se usa para pequeas redes que no tengan previsto cambiar su
disposicin fsica.
De igual manera que 10 Base-5, uno de los usos habituales de esta tecnologa es como
backbone para interconectar varios concentradores en 10 Base-T. Normalmente los
concentradores no se mueven de lugar. Si la distancia entre ellos es grande, por ejemplo
si estn en plantas o incluso en edificios distintos, la longitud mxima que se puede
conseguir con este cable (185m) es mucho mayor que la que se consigue usando el
cable UTP de la tecnologa 10 Base-T (100m).
Figura N 10. Tecnologa 10 base-2.
I.6.4.1.3. 10 base-T.
Ya se ha mencionado, que ETHERNET fue diseado originalmente para ser montado
con cable coaxial grueso y que ms adelante se introdujo el coaxial fino. Ambos
sistemas funcionan excelentemente pero usan una topologa en BUS, que complica la
realizacin de cualquier cambio en la red. Tambin deja mucho que desear en cuestin
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de fiabilidad. Por todo esto, se introdujo un nuevo tipo de tecnologa llamada 10 Base-T,
que aumenta la movilidad de los dispositivos y la fiabilidad.
Figura N 11. Tecnologa 10 base-T.
El cable usado se llama UTP que consiste en cuatro pares trenzados sin apantallamiento.
El propio trenzado que llevan los hilos es el que realiza las funciones de asilar la
informacin de interferencias externas. Tambin existen cables similares al UTP pero
con apantallamiento que se llaman STP (Par Trenzado Apantallado mediante malla de
cobre) y FTP (Par Trenzado apantallado mediante papel de aluminio).
10 Base-T usa una topologa en estrella que consiste en que desde cada nodo va un cable
a un concentrador comn que es el encargado de interconectarlos. Cada uno de estos
cables no puede tener una longitud superior a 90m.
A los concentradores tambin se les conoce con el nombre de HUBs y son equipos que
nos permiten estructurar el cableado de la red. Su funcin es distribuir y amplificar las
seales de la red y detectar e informar de las colisiones que se produzcan. En el caso de
que el nmero de colisiones que se producen en un segmento sea demasiado elevado, el
concentrador lo aislar para que el conflicto no se propague al resto de la red.
Tambin se puede usar una topologa en rbol donde un concentrador principal se
interconecta con otros concentradores. La profundidad de este tipo de conexiones viene
limitada por la regla 5-4-3.
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Figura N 12. Varios HUBs con 10 base-T.
Un ejemplo de este tipo de conexiones podra ser un aula de informtica de un centro. El
concentrador principal est en otra dependencia distinta. Si se llevar un cable por
computador hasta esta otra habitacin, el gasto de cable sera grande. Aprovechando la
topologa en rbol lo que haremos es llevar solamente uno al que conectaremos un
nuevo concentrador situado en el aula. La distancia desde cada uno de los ordenadores
hasta este nuevo concentrador, ser infinitamente menor que hasta el principal.
Figura N 13. Backbone 10 base-T.
10 Base-T tambin se puede combinar con otro tipo de tecnologas, como es el caso de
usar 10 Base-2 o 10 Base-5 como Backbone entre los distintos concentradores.
Cuando la distancia entre concentradores es grande, por ejemplo si estn en plantas o
incluso en edificios distintos, estamos limitados por la longitud mxima que se puede
conseguir con el cable UTP (100m). Si la distancia es mayor se puede usar la tecnologa
10 Base-2 que permite hasta 185m o la 10 Base-5 con la que podramos alcanzar los
500m. Otra solucin puede ser usar cable UTP poniendo repetidores cada 100m.
De los 8 hilos de que dispone en el cable UTP, slo se usan cuatro para los datos de la
LAN (dos para transmisin y dos para la recepcin) por lo que quedan otros cuatro
utilizables para otros propsitos (telefona, sistemas de seguridad, transmisin de vdeo,
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etc.).
El conector usado es similar al utilizado habitualmente en los telfonos pero con 8
pines. Se le conoce con el nombre de RJ-45. Los pines usados para los datos son el 1 - 2
para un par de hilos y el 3 - 6 para el otro. La especificacin que regula la conexin de
hilos en los dispositivos Ethernet es la EIA/TIA T568A y T568B.
Figura N 14. Conectores 10 base-T.
Caractersticas:
Tipo de cable usado UTP, STP y
FTP
Tipo de conector RJ-45
Velocidad 100 Mbits/s
Topologa usada Estrella
Mxima longitud entre la estacin y el
concentrador
90 m
Mxima longitud entre concentradores 100 m
Mximo de dispositivos conectados por
segmento
512
Regla 5-4-3 S
Tabla N 6. Caractersticas Conectores 10 base-T.
Ventajas:
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Aislamiento de fallos. Debido a que cada nodo tiene su propio cable hasta el
concentrador, en caso de que falle uno, dejara de funcionar solamente l y no el
resto de la red como pasaba en otros tipos de tecnologas.
Fcil localizacin de averas. Cada nodo tiene un indicador en su concentrador
indicando que est funcionando correctamente. Localizar un nodo defectuoso es
fcil.
Alta movilidad en la red. Desconectar un nodo de la red, no tiene ningn efecto
sobre los dems. Por lo tanto, cambiar un dispositivo de lugar es tan fcil como
desconectarlo del lugar de origen y volverlo a conectar en el lugar de destino.
Aprovechamiento del cable UTP para hacer convivir otros servicios. De los
cuatro pares (8 hilos) de que dispone, slo se usan dos pares (4 hilos) para los
datos de la LAN por lo que quedan otros dos utilizables para otros propsitos
(telefona, sistemas de seguridad, transmisin de vdeo, etc.).
Inconvenientes:
Distancias. 10 Base-T permite que la distancia mxima entre el nodo y el
concentrador sea de 90m. En algunas instalaciones esto puede ser un problema,
aunque siempre se puede recurrir a soluciones cmo las comentadas
anteriormente consistentes en combinar esta tecnologa con 10 Base-2 o 10
Base-5, o el uso de repetidores para alargar la distancia.
Sensibilidad a interferencias externas. El cable coaxial usado en otras
tecnologas es ms inmune a interferencias debido a su apantallamiento. En la
mayora de los casos, el trenzado interno que lleva el cable UTP es suficiente
para evitarlas. En instalaciones con posibilidades grandes de interferencias
exteriores, se puede usar el cable FTP o el STP que es igual que el UTP pero
con proteccin por malla.
Aplicaciones en la actualidad:
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Es la tecnologa ms usada en la actualidad por todas las ventajas que aporta y sobre
todo por la flexibilidad y escalabilidad que supone tener una instalacin de este tipo.
I.6.4.1.4. 10 base-Fl
Es la especificacin Ethernet sobre fibra ptica. Los cables de cobre presentan el
problema de ser susceptibles tanto de producir como de recibir interferencias. Por ello,
en entornos industriales o donde existen equipos sensibles a las interferencias, es muy
til poder utilizar la fibra. Normalmente, las redes Ethernet de fibra suelen tener una
topologa en estrella. La distancia entre equipos puede llegar a 2 Km. con los
repetidores apropiados.
I.6.5. Regla 5-4-3
Los repetidores son equipos que actan a nivel fsico. Prolongan la longitud de la red
uniendo dos segmentos (incluso con diferentes tipos de cableado).
Puede tener dos o ms puertos. Estos puertos pueden ser AUI, BNC, RJ-45 o fibra
ptica en cualquier combinacin. Actan como parte del cableado de la red ya que
transfieren los datos recibidos de un extremo al otro independientemente de su
contenido, origen y destino.
Su funcin bsica es la de repetir los datos recibidos por un puerto y enviarlos
inmediatamente por todos los dems. Tambin los amplifica para eliminar las posibles
distorsiones que se hayan podido introducir en la transmisin.
Si un repetidor detecta muchas colisiones de datos en uno de sus puertos, asume que el
conflicto se ha producido en ese segmento y lo asla del resto. De esta forma se evita
que el incidente se propague al resto de la red.
Un repetidor es la expresin mnima de un concentrador, o tambin se puede decir, que
un concentrador es un repetidor multipuerto.
Adems de ventajas los repetidores tambin tienen inconvenientes derivados
principalmente del hecho de que introducen un pequeo retardo en los datos. Si el
nmero de repetidores usado es elevado, el retardo introducido empieza a ser
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considerable y puede darse el caso de que el sistema de deteccin de colisiones
(CSMA/CD) no funcione adecuadamente y se produzcan transmisiones errneas.
La regla 5-4-3 limita el uso de repetidores y dice que entre dos equipos de la red no
podr haber ms de 4 repetidores y 5 segmentos de cable. Igualmente slo 3
segmentos pueden tener conectados dispositivos que no sean los propios repetidores,
es decir, 2 de los 5 segmentos slo pueden ser empleados para la interconexin entre
repetidores.
Es conveniente sealar que para contar el nmero de repetidores no se cuenta el total de
los existentes en la red, sino slo el nmero de repetidores entre dos puntos cualquiera
de la red. Por ejemplo, la red de la figura N 15, tiene ms de 4 repetidores pero no
excede este nmero entre dos dispositivos cualesquiera.
Figura N 15. Regla 5-4-3.
Adems se puede observar que se ha trazado en verde el camino que existe entre los
PCs llamados A y D. Cada concentrador (B y C) es un repetidor. Si se analiza, se puede
ver que entre A y D hay un total de 3 segmentos de cable y dos repetidores. Esta red
cumple la regla 5-4-3 y debera de funcionar correctamente.
La siguiente figura muestra una red mal diseada y que no cumple la regla 5-4-3.
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Figura N 16. Red que no cumple la Regla 5-4-3.
En esta red existen 5 repetidores (concentradores en este caso) conectados en topologa
de rbol. Se puede ver trazada la ruta existente entre el ordenador A y el B que este caso
son los puntos ms distantes de la red. Tambin se puede observar que existen 5
repetidores y 6 segmentos de cable entre ellos. Esta red no funcionara adecuadamente
ya que el retardo introducido por los repetidores sera excesivo.
En la actualidad han surgido nuevas especificaciones basadas en Ethernet que permiten
transmitir datos a mayor velocidad como son:
Ethernet de 100 Mbits/s(100 BaseX o Fast Ethernet).
Esta especificacin permite velocidades de transferencia de 100 Mbits/s sobre cables de
pares trenzados, directamente desde cada estacin. El sistema 100 BaseX tiene la misma
arquitectura que 10 Base-T con la diferencia de usar componentes que son capaces de
transferir la informacin a 100 Mbits/s.
Partiendo de una LAN montada con los requerimientos de una 10 Base-T, nicamente
se requiere la sustitucin de los concentradores y las tarjetas de red de las estaciones.
Para convertirlo en 100 BaseX y por lo tanto aumentar la velocidad de la LAN
simplemente habr que sustituir el concentrador por uno de 100 Mbits/s. Ser el uso
diario, el que demande o no el aumento de velocidad. Seguro que tambin influye la
previsible bajada de precios que deben de experimentar estos dispositivos.
I.6.6. Puentes y conmutadores
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Son dispositivos que aumentan la flexibilidad para topologas de red y mejoran sus
prestaciones.
Tanto los puentes como los conmutadores disponen de canales de comunicacin de alta
velocidad en su interior que conmutan el trfico entre las estaciones conectados a ellos.
Incrementan la capacidad total de trfico de la red dividindola en segmentos ms
pequeos, y filtrando el trfico innecesario, bien automticamente o bien en funcin de
filtros definidos por el administrador de la red, hacindola, en definitiva, ms rpida y
eficaz.
Esto permite que cada segmento disponga de un canal de 10Mbits/s (o de 100 Mbits/s si
el dispositivo est diseado para esta velocidad), en lugar de un nico canal para todos
los nodos de la red.
I.6.6.1 Puente o bridge.
Los puentes (bridges) se usan para la conexin de redes diferentes como por ejemplo
Ethernet y Fast Ethernet. Igual que los repetidores, son independientes de los
protocolos, y retransmiten los paquetes a la direccin adecuada basndose precisamente
en esta, en la direccin de destino (indicada en el propio paquete). Su diferencia con los
repetidores consiste en que los puentes tienen cierta "inteligencia", que les permite
reenviar o no un paquete al otro segmento; cuando un paquete no es retransmitido,
decimos que ha sido filtrado. Esos filtros pueden ser automticos, en funcin de las
direcciones de los nodos de cada segmento que los puentes "aprenden" al observar el
trfico de cada segmento, o pueden ser filtros definidos por el administrador de la red,
en funcin de razones de seguridad, organizacin de grupos de trabajo en la red,
limitacin de trfico innecesario, etc.
Otra importante diferencia es que con los repetidores, el ancho de banda de los
diferentes segmentos es compartido, mientras que con los puentes, cada segmento
dispone del 100% del ancho de banda.
Su filosofa impide que las colisiones se propaguen entre diferentes segmentos de la red,
algo que los repetidores son incapaces de evitar. Habitualmente, los puentes de una red
se enlazan entre s con topologa de bus y a su vez se combinan con concentradores
mediante una topologa de estrella.
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I.6.6.2. Switch o conmutador.
Es un dispositivo similar a un concentrador que dispone de las caractersticas antes
mencionadas de canales de alta velocidad en su interior y capacidad de filtrado del
trfico.
Cuando un paquete es recibido por el conmutador, ste determina la direccin fuente y
destinataria del mismo; si ambas pertenecen al mismo segmento, el paquete es
descartado; si son direcciones de segmentos diferentes, el paquete es retransmitido slo
al segmento destino (a no ser que los filtros definidos lo impidan).
Los conmutadores son, en cierto modo, puentes multipuerto. La diferencia fundamental,
tericamente, entre puentes y conmutadores, es que los puentes reciben el paquete
completo antes de proceder a su envo al puerto destinatario, mientras que un
conmutador puede iniciar su reenvo antes de haberlo recibido por completo. Ello
redunda, evidentemente, en una mejora de prestaciones.
Mientras los concentradores comparten el ancho de banda de la red entre todos los
nodos que la componen, con el uso de conmutadores, cada uno de los segmentos
conectados a uno de sus puertos tiene un ancho de banda completo, compartido
por menos usuarios, lo que repercute en mejores prestaciones.
La ventaja de esta especificacin es que utiliza los mismos cables y tarjetas de red que
el 10 Base-T, sustituyndose slo los concentradores por conmutadores.
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Figura N 17. Red diseada con swicth o conmutador.
En la figura N 17, se puede ver como el uso de conmutadores en lugar de
concentradores mejora las prestaciones de la red.
El primer caso sera una implementacin tpica de 10 Base-T con concentradores.
Aunque no es malo el rendimiento que le saca a este montaje, veremos que es mejorable
con muy pocos cambios.
El segundo caso tan solo ha cambiado el concentrador principal por un conmutador y ha
conseguido disminuir considerablemente tanto el nmero de colisiones como la
utilizacin de las capacidades de la red. Esto se debe a que cada puerto del conmutador
es una red separada a nivel de colisiones y adems tiene para s todo el ancho de banda
disponible (10 Mbits/s en este caso).
El tercer caso es una combinacin entre uso de conmutador y 100 Base-X. Como se
puede observar, el switch usado tiene adems de los puertos de 10 Mbits/s, dos ms de
100 Mbits/s. Si el servidor de la LAN se conecta en uno de estos segmentos, se
conseguir una disminucin muy considerable tanto del nmero de colisiones como del
grado de utilizacin de la red. En definitiva mejora sustancialmente el rendimiento de la
LAN.
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I.6.6.3. Cmo afectan a la regla 5-4-3?
Con el uso de repetidores existe un lmite en la cantidad de nodos que pueden
conectarse a una red. El uso de conmutadores y puentes permiten a la LAN crecer
significativamente. Esto se debe a que ambos poseen la virtud de soportar segmentos
completos en cada uno de sus puertos, o sea, que cada puerto de un switch o bridge es
una red separada a nivel de colisiones. Son capaces de separar la red en dominios de
colisin.
Si una red excede la regla 5-4-3 se puede resolver el problema usando un switch o un
bridge en el lugar adecuado. Un ejemplo puede ser la red descrita en la siguiente figura
la cual no cumple dicha regla.
Figura N 18. Red diseada con switch, donde no se cumple la regla 5-4-3.
Se podra respetar esa arquitectura simplemente con sustituir el concentrador raz o
principal por un switch. De esta forma tendramos dos redes separadas a nivel de
colisiones aunque unidas a nivel de datos y en ambas se cumplira la regla 5-4-3 tal
como se indica en la siguiente figura.
Figura N 19. Red diseada con switch, donde se cumple la regla 5-4-3.
I.6.7. Token Ring.
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Es un sistema bastante usado aunque mucho menos que Ethernet. Llega a conseguir
velocidades de hasta 16 Mbits/s aunque tambin existen especificaciones para
velocidades superiores. La topologa lgica que usa es en anillo aunque en la prctica se
conecta en una topologa fsica en estrella, a travs de concentradores llamados MAU
(Multistation Access Unit).
Es ms fcil de detectar errores que en Ethernet. Cada nodo reconoce al anterior y al
posterior. Se comunican cada cierto tiempo. Si existe un corte, el nodo posterior no
recibe informacin del nodo cortado e informa a los dems de cual es el nodo inactivo.
I.7. COMUNICACIN DE UNA RED LAN CON EL EXTERIOR.
Una red local bien dimensionada y con los servicios adecuados debidamente instalados,
puede generar mucho rendimiento y facilitar el trabajo diario de manera considerable.
Pero tambin hay que valorar que hoy por hoy tiene cada vez menos sentido, tener una
LAN "aislada" del resto del mundo. Las ventajas de interconectarla con redes de mbito
global, no se van a descubrir aqu. Se cree, que queda debidamente justificada la
necesidad de hacerlo simplemente con nombrar el trmino INTERNET.
El sistema de interconexin de una LAN con Internet debe de cumplir una serie de
requisitos:
Debe de usar una nica lnea telefnica lo suficientemente rpida como para
darle servicio a todos los puestos de nuestra red.
Debe de conectarse con una nica cuenta de acceso a Internet.
La conexin debe de efectuarse bajo demanda, de manera que el sistema no est
gastando lnea telefnica constantemente.
Igualmente cuando no exista trfico hacia el exterior, se debe de cortar la
llamada telefnica para ahorrar consumo telefnico.
Han de poder usar los servicios de Internet todos los puestos de nuestra red
local.
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Figura N 20. Diseo para la comunicacin de una red LAN con el exterior.
I.7.1. Router.
Los routers trabajan de forma similar a los conmutadores y puentes ya que filtran el
trfico de la red. La diferencia est en que en lugar de hacerlo segn las direcciones de
los paquetes de informacin, lo hacen en funcin del protocolo de red.
Son dispositivos de interconexin de redes incluso de distinta arquitectura. Son capaces
de direccionar la informacin a su destino utilizando para ello el camino apropiado.
Su funcin ms habitual es enlazar dos redes que usen el mismo protocolo a travs de
una lnea de datos.
I.7.2. RDSI.
La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) es una red de telefona que
aprovechando las mismas lneas de cobre que usa la Red Telefnica Conmutada (RTC)
convencional, consigue velocidades muy superiores.
Existen dos tipos de accesos RDSI. El bsico y el primario. El primario se usa en
grandes comunicaciones de anchos de banda muy elevados. El acceso bsico dispone de
2 canales B de 64 Kbits/s y un canal D de 16 Kbits/s. Los canales B se pueden usar de
forma independiente con lo que se podran considerar dos ln