16. UTILIZAR LAS HERRAMIENTAS PARA VERIFICAR EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED.

Para verificar el correcto funcionamento de una red utilizamos dispositivos de testeo, los cuales son los que certigican que nuestra red es funcional, es decir, estos dispositivos checan el estado del cableado de nuestros dispositivos y comprueban que funcionen correctamente.

 

 

15. MODELO OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconection) es la propuesta que hizo la ISO (International Standards Organization) para estandarizar la interconexión de sistemas abiertos. Un sistema abierto se refiere a que es independiente de una arquitectura específica.

• Capa 1.- Define las características físicas del medio de transmisión; de tipo mecánico, eléctrico y óptico (esto es, el tipo de medio a utilizar, el tamaño o forma de los conectores, el grosor del cable, el tipo de cable, el tipo de aislante, el voltaje de la interface, la imperancia - resistencia - nominal, etc.), además esta la señalización de la interface (es decir, el cómo representar la información como un 0 y 1, por ejemplo, un 0 puede representarse como una señal entre 0 y 5 volts, y un 1 en una señal de entre 1 y -5 volts, por ejemplo).

• Capa 2.- La función de la capa dos es la de asegurar la transferencia de datos libres de error entre nodos adyacentes (sincronización a nivel de datos), ademas establece el control de acceso al medio. La capa de enlace de datos está dividida en dos subcapas: el control de acceso al medio (MAC) y el control de enlace lógico (LLC). Los puentes (bridges) operan en la capa MAC.

Control de enlace lógico.
IEEE 802.2 (enlace lógico).
Punto a Punto (PPP).
MAC.
IEEE 802.3 - CSMA/CD.
IEEE 802.5 - Token Ring.
ANSI FDDI - Token Ring (fibra).

• Capa 3.- Incluye dos cosas fundamentales: la capa de Red se encarga de determinar las rutas adecuadas para llevar la información de un lado a otro (proporciona el enrutamiento); además, su funcionalidad es la de proporcionar una interfase para que la transferencia de datos sea identica de la tecnología del enlace de datos.

Los estándares que se refieren a la capa de red incluyen el protocolo de intercambio de paquetes entre redes (IPX) de Novell, el protocolo de Internet (IP) y el protocolo de entrega de datagramas (DDP) de Apple. El IP es parte del estándar de protocolo TCP/IP, generado por el Departamento de la Defensa de Estados Unidos y utilizado en Internet. El DDP fue diseñado para computadoras Apple, como la Macintosh. Los enrutadores operan en la capa de red.

• Capa 4.- La capa de transporte vincula las capas de host con las capas orientadas a la red; permite la cohesión entre el host y la red, su función es la de asegurar una entrega confiable de la información a traves de la red.

Los estándares que pertenecen a la capa de transporte incluyen el protocolo de transporte (TP) de la Organización Internacional de Estándares (ISO) y el protocolo de intercambio de paquetes en secuencia (SPX) de Novell. Otros estándares que ejecutan funciones importantes en la capa de transporte incluyen el protocolo de control de transmisión (TCP) del Departamento de la Defensa, que es parte del TCP/IP, y el NCP de Novell.

• Capa 5.- La capa de sesión tiene la responsabilidad de asegurar la entrega correcta de la información. Esta capa tiene que revisar que la información que recibe este correcta; para esto, la capa de sesión debe realizar algunas funciones:

La detección y corrección de errores.
El controlar los dialogos entre dos entidades que se esten comunicando y definir los mecanismos para hacer las llamadas a procedimientos remotos (Remote Procedure Control - RPC).
Hasta aquí, las tres primeras capas son denominadas "Capas de host" o las capas mas dependientes de la computadora o del anfitrión local (o incluso dentro del mismo programa). Las últimas tres capas estan orientadas hacia la comunicación (hacia la red).

El TCP ejecuta funciones importantes en la capa de sesiín, así como lo hace el NCP de Novell.

• Capa 6.- La función de la capa de Presentación es la de proveer una interfase para realizar la transferencia de datos que sea idéntica de la tecnología para representarlos. Los datos pueden representarse en varias formas, lo que define como usar los datos y como mostrarlos es la arquitectura del sistema, así que la capa de presentación se encarga de esto.

• Capa 7.- La capa de Aplicación funciona como el acceso a los servicios que proporciona la red, así como de proporcionar al sistema operativo servicios como el de la transferencia de archivos.

 

14.- ARQUITECTURAS DE RED

Arquitectura de la Red es el diseño de una red de comunicaciones. Es un marco para la especificación de los componentes físicos de una red y de su organización funcional y configuración, sus procedimientos y principios operacionales, así como los formatos de los datos utilizados en su funcionamiento.

 Ethernet

Ethernet es un estándar de redes de computadoras de área local con acceso al medio por contienda CSMA/CD ("Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones"), es una técnica usada en redes Ethernet para mejorar sus prestaciones. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Hardware comúnmente usado en una red Ethernet

• NIC, o Tarjeta de Interfaz de Red - permite que una computadora acceda a una red local. Cada tarjeta tiene una única dirección MAC que la identifica en la red. Una computadora conectada a una red se denomina nodo.
• Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexión física, recibiendo las señales y retransmitiéndolas, para evitar su degradación, a través del medio de transmisión, lográndose un alcance mayor. Usualmente se usa para unir dos áreas locales de igual tecnología y sólo tiene dos puertos. Opera en la capa física del modelo OSI.
• Concentrador o hub - funciona como un repetidor pero permite la interconexión demúltiples nodos. Su funcionamiento es relativamente simple pues recibe una trama de ethernet, por uno de sus puertos, y la repite por todos sus puertos restantes sin ejecutar ningún proceso sobre las mismas. Opera en la capa física del modelo OSI.
• Puente o bridge - interconecta segmentos de red haciendo el cambio deframes (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que le dice en qué segmento está ubicada una dirección MAC dada. Se diseñan para uso entre LAN's que usan protocolos idénticos en la capa física y MAC (de acceso al medio). Aunque existen bridges más sofisticados que permiten la conversión de formatos MAC diferentes (Ethernet-Token Ring por ejemplo).

• Conmutador o Switch - funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos de red, funciona en velocidades más rápidas y es más sofisticado. Los switches pueden tener otras funcionalidades, como Redes virtuales , y permiten su configuración a través de la propia red. Funciona básicamente en la capa 2 del modelo OSI (enlace de datos). Por esto son capaces de procesar información de las tramas; su funcionalidad más importante es en las tablas de dirección. Por ejemplo, una computadora conectada al puerto 1 del conmutador envía una trama a otra computadora conectada al puerto 2; el switch recibe la trama y la transmite a todos sus puertos, excepto aquel por donde la recibió; la computadora 2 recibirá el mensaje y eventualmente lo responderá, generando tráfico en el sentido contrario; ahora el switch conocerá las direcciones MAC de las computadoras en el puerto 1 y 2; cuando reciba otra trama con dirección de destino de alguna de ellas, sólo transmitirá la trama a dicho puerto disminuyendo así el tráfico de la red y contribuyendo al buen funcionamiento de la misma.

 ARCNET

Arquitectura de red de área local que utiliza una técnica de acceso de paso de testigo como el token ring. Tiene una topología física en forma de estrella, utilizando cable coaxial y hubs pasivos o activos. Es desarrollada por Datapoint Corporation en el año 1977.

Transmite 2 megabits por segundo y soporta longitudes de hasta 600 metros. Comienzan a entrar en desuso en favor de las Ethernet.

Arquitectura de red de área local desarrollado por Datapoint Corporation que utiliza una técnica de acceso de paso de testigo como el Token Ring. La topología física es en forma de estrella mientras que la tipología lógica es en forma de anillo, utilizando cable coaxial y hubs pasivos (hasta 4 conexiones) o activos.

Velocidad

La velocidad de trasmisión rondaba los 2 MBits, aunque al no producirse colisiones el rendimiento era equiparable al de las redes ethernet. Empezaron a entrar en desuso en favor de Ethernet al bajar los precios de éstas. Las velocidades de sus transmisiones son de 2.5 Mbits. Soporta longitudes de hasta unos 609m (2000 pies).

Características

• Aunque utilizan topología en bus, suele emplearse un concentrador para distribuir las estaciones de trabajo usando una configuración de estrella.
• El cable que usan suele ser coaxial, aunque el par trenzado es el más conveniente para cubrir distancias cortas.
• Usa el método de paso de testigo, aunque físicamente la red no sea en anillo. En estos casos, a cada máquina se le da un número de orden y se implementa una simulación del anillo, en la que el token utiliza dichos números de orden para guiarse.

• El cable utiliza un conector BNC giratorio

 

TOKEN RING

Token Ring es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes.

Características principales

• Utiliza una topología lógica en anillo, aunque por medio de una unidad de acceso de estación múltiple (MSAU), la red puede verse como si fuera una estrella. Tiene topologia física estrella y topología lógica en anillo.
• Utiliza cable especial apantallado, aunque el cableado también puede ser par trenzado.
• La longitud total de la red no puede superar los 366 metros.
• La distancia entre una computadora y el MAU no puede ser mayor que 100 metros.
• A cada MAU se pueden conectar ocho computadoras.
• Estas redes alcanzan una velocidad máxima de transmisión que oscila entre los 4 y los 16 Mbps.
• Posteriormente el High Speed Token Ring (HSTR) elevó la velocidad a 110 Mbps pero la mayoría de redes no la soportan.

 
 

UNIDAD III.- MODELOS DE COMUNICACIÓN

13.- TRAZAR EL CABLEADO DE UNA RED PROPUESTA

Como primera actividad de esta unidad, realizamos una actividad en la cual propusimos el cableado de una red, lo elaboramos en el programa de Visio, el cual, forma parte de los programas Microsoft Oficce.

 

Así quedó la actividad: 

 

Tecnologías y Sistemas de Conmutación de Enrutamiento

Concentrador:

Un concentrador  es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos. Trabaja en la capa física (capa 1) del modelo OSI o capa de Acceso en modelo TCP/IP.
En la actualidad, la tarea de los concentradores la realizan, con frecuencia, los conmutadores o switchs.

Repetidor:

Un repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable.

En telecomunicación el término repetidor tiene los siguientes significados normalizados:

• Un dispositivo analógico que amplifica una señal de entrada, independientemente de su naturaleza (analógica o digital).
• Un dispositivo digital que amplifica, conforma, retemporiza o lleva a cabo una combinación de cualquiera de estas funciones sobre una señal digital de entrada para su retransmisión.

Hub:

Hub significa eje y se le denomina de manera común como concentrador. Se trata de un dispositivo utilizado en redes de área local (LAN), una red local es aquella que cuenta con una interconexión de computadoras relativamente cercanas por medio de cables. 

La función primordial del Hub es concentrar las terminales (otras computadoras cliente) y repetir la señal que recibe de todos los puertos. También puede tener la función de un servidor, ya que tiene la capacidad de gestionar los recursos compartidos de la red hacia los clientes), son la base de la creación de redes tipo estrella.

Switch:

Switch traducido significa interruptor. Se trata de un dispositivo inteligente utilizado en redes de área local (LAN), una red local es aquella que cuenta con una interconexión de computadoras relativamente cercanas por medio de cables. La función primordial del Switch es unir varias redes entre sí, sin examinar la información lo que le permite trabajar de manera muy veloz, ya que solo evalúa la dirección de destino, aunque actualmente se combinan con la tecnología Router para actuar como filtros y evitar el paso de tramas de datos dañadas.

Router:

Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IP que se pueden comunicar sin la intervención de un encaminador (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

Elaborar Cables de Red

Para comprender este tema, realizamos en clase un cable de par trenzado:

Estructura y configuración de medios de transmisión física.

Cable Coaxial

Es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (también denominada chaqueta exterior).
El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.

Construcción de un cable coaxial:

El apantallamiento tiene que ver con el trenzado o malla de metal (u otro material) que rodea los cables. El apantallamiento protege los datos que se transmiten, absorbiendo el ruido, de forma que no pasa por el cable y no existedistorsión de datos. Al cable que contiene una lámina aislante y una capa de apantallamiento de metal trenzado se le llama cable apantallado doble. Para grandes interferencias, existe el apantallamiento cuádruple. Este apantallamiento consiste en dos láminas aislantes, y dos capas de apantallamiento de metal trenzado.

Un cortocircuito ocurre cuando dos hilos o un hilo y una tierra se ponen en contacto. Este contacto causa un flujo directo de corriente (o datos) en un camino no deseado. En el caso de una instalación eléctrica común, un cortocircuito causará el chispazo y el fundido del fusible o del interruptor automático. Con dispositivos electrónicos que utilizan bajos voltajes, el efecto es menor, y casi no se detecta. Estos cortocircuitos de bajo voltaje causan un fallo en el dispositivo y lo normal es que se pierdan los datos que se estaban transfiriendo.

Una cubierta exterior no conductora (normalmente hecha de goma, teflón o plástico) rodea todo el cable, para evitar las posibles descargas eléctricas.
El cable coaxial es más resistente a interferencias y atenuación que el cable de par trenzado, por esto hubo un tiempo que fue el más usado.
La malla de hilos absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma que no afecten a los datos que se envían a través del cable interno. Por esta razón, el cable coaxial es una buena opción para grandes distancias y para soportar de forma fiable grandes cantidades de datos con un sistema sencillo.

Cable de par trenzado:

El cable de par trenzado usado en telecomunicaciones en el que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cables opuestos.

El cable de par trenzado consiste en dos alambres de cobre aislados que se trenzan de forma helicoidal, igual que una molécula de ADN. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos. Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva. Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos.

Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante un color.

Cada uno de estos pares se identifica mediante un color, siendo los colores asignados y las agrupaciones de los pares de la siguiente forma:

• Par 1: Blanco-Azul/Azul
• Par 2: Blanco-Naranja/Naranja
• Par 3: Blanco-Verde/Verde
• Par 4: Blanco-Marrón/Marrón

Tipos de cable de par trenzado:

Unshielded twisted pair (UTP) o par trenzado sin blindaje: son cables de pares trenzados sin blindar que se utilizan para diferentes tecnologías de redes locales. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal, su impedancia es de 100 Ohmios.

Shielded twisted pair (STP) o par trenzado blindado: se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión sin blindaje y su impedancia es de 150 Ohmios.

Foiled twisted pair (FTP) o par trenzado con blindaje global: son unos cables de pares que poseen una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencias y su impedancia es de 120 Ohmios.

Cable de fibra óptica:

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

 

Tipos de cable de fibra óptica:

Fibra multimodo: Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. Esto supone que no llegan todos a la vez. Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz. Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 2 km, es simple de diseñar y económico.

El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento. Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.

Además, según el sistema ISO 11801 para clasificación de fibras multimodo según su ancho de banda se incluye el +pichar (multimodo sobre láser) a los ya existentes OM1 y OM2 (multimodo sobre LED).

OM1: Fibra 62.5/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores.

OM2: Fibra 50/125 µm, soporta hasta Gigabit Ethernet (1 Gbit/s), usan LED como emisores.

OM3: Fibra 50/125 µm, soporta hasta 10 Gigabit Ethernet (300 m), usan láser (VCSEL) como emisores.

Bajo OM3 se han conseguido hasta 2000 MHz km (10 Gbit/s), es decir, una velocidades 10 veces mayores que con OM1.

Fibra monomodo: Una fibra monomodo es una fibra óptica en la que sólo se propaga un modo de luz. Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación. 

Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 400 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gbit/s).