1 “Dispositivos de Interconexión de Redes y Tecnologías de Red” Sistemas Distribuidos.

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“Dispositivos de Interconexión de Redes y Tecnologías de Red”

Sistemas Distribuidos

Dispositivos de Interconexión de Redes

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Dispositivos de Interconexión de RedesDispositivos de Interconexión de Redes

Existen 5 tipos principales de dispositivos de Interconexión de redes:

1) Concentrador o Hub.

2) Switch o Conmutador.

3) Servidor de Acceso.

4) Ruteador o Enrutador (Router).

El primer nombre es el que más se utiliza en el área de redes.


Concentrador ó Hub:

Es uno de los dispositivos más importantes de las redes LAN.

En las redes con cable coaxial se conectaba un

cable de computadora a computadora (conector en “T”.

Mientras que las redes que utilizan concentrador, la conexión va de cada computadora hacia el concentrador, esto le permite tener una topología de Estrella aunque su funcionamiento sea en Bus.


Funcionamiento del Concentrador:

El Concentrador es un dispositivo que tiene por objeto repetir la señal que proviene de una de sus entradas hacia todas las otras entradas del Concentrador.

Dependiendo del tipo de Concentrador, éste puede

mejorar la señal, ampliándola, reajustando los bits o simplemente regenerar la señal digital.

El Concentrador es el centro de toda la red UTP y a

éste se conectan tanto las terminales como los servidores.


Características del Concentrador:

Debe poder lograr velocidades de 10/100 Mbps, esto con el objetivo de poder conectar dispositivos de diferentes velocidades, ya que el Concentrador se encarga de realizar las tareas de buffering o control de flujo entre ambas velocidades.

El Concentrador debe soportar conexiones en cascada con el fin de poder lograr una expansión futura. Esto se logra empleando uno de los puertos para unirse a otro Concentrador, ampliando la cantidad de puertos disponibles.


Características del Concentrador:

Si el Concentrador tiene un conector BNC, puede enlazarse a otra red que tenga cable coaxial.

Es recomendable también que el Concentrador tenga la capacidad de conectarse a un backbone (preferentemente de fibra óptica).

Esto para que redes de gran tamaño puedan conectarse a otra red remota y de gran tamaño (como Internet).

El Concentrador trabaja en la CAPA 1 del modelo OSI.


Switch o Comutador:

Sirven para conectar computadoras al igual que el hub.

A diferencia de que el switch forma un circuito virtual entre emisor y receptor y ninguna otra computadora puede ver el tráfico.

El ancho de banda del conmutador esta reservado para una sola conexión conmutada entre 2 equipos en un solo instante.

• 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635


Switch o Comutador:

Para lograr esto, los switchs dividen su ancho de banda en canales, y en cada canal atiende una conexión.

El switch trabaja en la CAPA 2 del modelo OSI.

También se pueden conectar en cascada como los concentradores.



Servidor de Acceso:

Es un dispositivo especializado que actúa como un módem por un lado y como un concentrador por el otro.

Se utilizan para conectar varios usuarios remotos a la red, por lo general usuarios de acceso telefónico.

Los ISP’s son los que más lo utilizan, ya que conectan miles de usuarios a Internet.



Ruteador o Enrutador (Router):

Es un dispositivo inteligente que dirige el tráfico basándose en la dirección IP de un mensaje.

Los ruteadores tienen interfaces a las que se conectan los segementos LAN.

Su función es mover paquetes de datos entre segmentos de LAN adjuntos.

El ruteador trabaja en la CAPA 3 del modelo OSI.



Firewall o Cortafuegos:

Son enrutadores especializados que actúan como controladores en una red.

Verifican cada paquete que entra o sale de las redes para revisar si cumplen con las normas de seguridad para las que han sido programados. En caso de no ser así, interceptan el paquete y no lo dejan entrar o salir de la red, según sea el caso.

Los firewall más potentes tiene hardware especializado, pero un ruteador normal puede ser programado como Firewall.



Topología Física:

Es la disposición física de los nodos dentro de una red.

Las topologías básicas utilizadas actualmente son:

1) Segmento LAN.2) Conexión remota.3) Lan de Campus.4) Enlace WAN.



1) Segmento LAN:

Es el bloque de construcción básica de las redes.

Internet es una colección de millones de segmentos LAN.

2) Conexiones Remotas:

Usan circuitos telefónicos para enlazar equipos físicamente alejados del segmento LAN.

El enlace de comunicaciones puede ser cualquiera ( línea telefónica ó digital).



3) LAN de campus:

Se refiere a las redes locales de las empresas. Normalmente se encuentran en un mismo edificio. A diferencia de las LAN’s, las de campus usan

segmentos de red de alta velocidad para conectar las LAN’s.

4) Enlaces WAN:

Enlaces para comunicar grandes distancias (de ciudad a ciudad) y normalmente son fibra óptica de alta velocidad y de gran ancho de banda.



NIC(Network Interface Card):

Son dispositivos que utilizan señales para interpretar 0’s (ceros) ó 1’s (unos) durante intervalos de tiempo denominados Hertz (Hz).

Los NIC’s conectan los diferentes equipos de comunicaciones.

NIC de 10 Mbps = tarjeta capaz de manejar e interpretar informaciones a una velocidad de 10,000,000 de ciclos por segundo



Tecnologías de Red

Tecnologías de Red:

También llamadas “Tecnologías LAN” ó “Especificaciones de Red” se usan para implementar la unidad básica de todas las redes, el segmento LAN.

Se implementa en la “Capa de Enlace de Datos” (Capa 2) el modelo OSI.

Se caracterizan por la forma en que controlan el acceso al medio.

El formato de unidad de mensaje en este nivel es la trama de datos o simplemente trama.

• 6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7

Tecnologías de RedTecnologías de Red

Historia de Ethernet:

La versión 1 de Ethernet fue desarrollada por Xerox Corporation en 1970.

Se relanzó la versión 2 en 1982 realizada por Xerox junto con Intel y Digital Equipment.

La IEEE definió su estándar como el 802.3



Funcionamiento de Ethernet:

Los dispositivos que comparten un segmento LAN Ethernet escuchan el tráfico que se está transportando sobre el cableado y no transmiten un mensaje hasta que el medio esta libre.

Si 2 estaciones a la vez envían sus paquetes y chocan, ambas transmisiones son abortadas y las estaciones se detienen y esperan un tiempo aleatorio antes de volver a retransmitir.



Funcionamiento de Ethernet:

Usa el algoritmo de Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Colisión (CSMA/CD – Carrier Sense Multiple Access Collition Detect).

Como el medio se comparte, cada dispositivo del segmento LAN Ethernet recibe el mensaje y lo comprueba para ver si la dirección de destino coincide con su propia dirección.

Si es así, el mensaje se acepta y se procesa a través de la pila de 7 capas y se realiza una conexión de red.



Características de Ethernet:

Ethernet sacrifica el ancho de banda, ya que el máximo ancho de banda efectivo se estima en un 37% de la velocidad real del cableado.

La electrónica necesaria para ejecutar Ethernet es muy barata y fácil de fabricar

Ethernet no intenta controlar todo, excepto las colisiones.

Esto tiene como consecuencia el tener una tecnología barata y ampliamente usada en el mercado.



Velocidad de Ethernet:

La especificación original funcionaba a 10 Mbps sobre cable coaxial o cable de par trenzado 10BaseT.

Surgió después Fast Ethernet a 100 Mbps y opera sobre 100BaseTX o cable de Fibra Optica 100Base FX.

Por último surge Gigabit Ethernet a 1000 Mbps = 1 Gbps sobre cables 1000BaseTX o 1000BaseTF.

Las configuraciones actuales son LAN Fast Ethernet con red troncal LAN Gigabit Ethernet.



Historia de Token Ring:

Fue el principal competidor de Ethernet.

Se utiliza básicamente por empresas dominadas por IBM.

La IEEE definió su estándar como el 802.5



Funcionamiento de Token Ring:

Toma su nombre debido a que define los equipos conectados en un anillo lógico.

El segmento LAN se comporta como un anillo pasando señales en forma circular en un solo sentido.

Para controlar el tráfico sobre el anillo se utiliza una trama llamada Token o Paso de Testigo (token passing).

Sólo el equipo que posee el Token se le permite transmitir, por lo cual se eliminan colisiones.



Velocidad de Token Ring:

La eliminación de colisiones aumenta el uso real del ancho de banda hasta en un 75%.

El problema de Token Ring es que sólo es rentable a partir de ciertos volúmenes de tráfico.



ATM:

Asynchronous Transfer Mode = Modo de Transferencia Asíncrona.

ATM envía celdas de 53 bytes en vez de paquetes. Una celda es una unidad de mensaje de longitud fija.

Su desventaja más grande es su alto costo. El utilizar celdas nos da las siguientes

características:

1) Orientación de Circuito Virtual.2) Velocidad.3) Calidad de Servicio.



1) Orientación de Circuito Virtual: Las redes que utilizan celdas funcionan mejor punto a

punto ya que la estación receptora esta preparada para recibir y procesar las celdas de forma activa.

2) Velocidad: El hardware sabe donde termina la cabecera y

empiezan los datos de cada celda, por lo tanto, acelera las operaciones de procesamiento.

3) Calidad de Servicio.:La velocidad de salida predecible y los circuitos virtuales

permiten a las redes basadas en celdas garantizar mejor los niveles de servicio a tipos de tráfico que son prioritarios.



Funcionamiento de ATM:

Es una tecnlogía de conmutación, en la que se establece un circuito virtual antes de que se inicie la transmisión.

El uso de la red en ATM es superior al 75% de Token Ring.

Esta diseñado para funcionar sobre cables de fibra óptica que funcionen sobre la especificación SONET (Synchronic Optic Network = Red Optica Síncrona) que es un estándar ANSI para especificar la interfaz física que conecta el cable de fibra óptica a varias velocidades.



SONET: Las especificaciones SONET se configuran para

varias velocidades de cable llamadas Niveles de Transportador Optico u OC:

OC - 1: Cable de Fibra óptica a 52 Mbps.OC - 3: Cable de Fibra óptica a 155 Mbps.OC - 12: Cable de Fibra óptica a 622 Mbps.OC - 24: Cable de Fibra óptica a 1.2 Gbps.OC - 48: Cable de Fibra óptica a 2.5 Gbps.

Las LAN de red troncal ATM funcionan normalmente sobre OC–3 ó OC-12.

Las enlaces entre ciudades con OC-12 Los proveedores de red troncal de internet OC-48.



FDDI:

Fiber Distributed Data Interface = Interfaz de Fibra de Datos Distribuidos.

El estándar FDDI fue publicado por ANSI en 1987. El estándar actual es el ANSI X3T12 Es un protocolo de 100 Mbps que funciona sobre

fibra óptica. Por su diseño tiene un tamaño máximo de 100 km. Es poco conocido ya que por lo general sólo se

utiliza para redes troncales no para redes LAN.



Funciona casi igual que la Token Ring, pero en vez de un anillo utiliza 2 (anillo primario y secundario), por lo que tiene las siguientes características:

Si el anillo primario falla, las estaciones pueden utilizar el anillo secundario.

Si una estación falla completamente, la estación más cercana al punto del fallo puede servir como punto de enlace entre los 2 anillos para que se mantenga la comunicación.



Gigabit Ethernet:

Es la extensión de 1000 Mbps del estándar de Ethernet.

La IEEE definió su estándar como el 802.z en 1998 y también es conocida como 1000BaseX.

Su aceptación en el mercado se basa en su compatiblidad con Ethernet de 10 y 100 Mbps.

Fue diseñada como una tecnología LAN pero puede ser escalada a WAN y es la competencia de ATM por ser los sucesores de FDDI en redes troncales .



Tecnologías WAN: Básicamente se dividen en 2 tipos:

1) Accesos telefónicos:

Una línea de acceso telefónico establece una conexión punto a punto entre una ubicación central y un usuario.

2) Redes Troncales:

Es un enlace punto a punto de alta velocidad entre oficinas. Normalmente, una red troncal conectará varios usuarios remotos a un sitio central.



Tecnologías de Acceso Telefónico:

La zona entre la estación de conmutación cerca de la casa del usuario y la casa del usuario, se le conoce como “Ultima Milla”, por su relativamente baja estructura de telecomunicaciones.

La última milla se ha convertido en el campo de batalla de los ISP’s (Internet Service Providers – Proveedores de Servicios de Internet) ya que cada vez hay mas usuarios conectados a Internet desde sus conexiones telefónicas.

Además de las conexiones telefónicas están las conexiones ISDN, DSL y conexión por cable.



Conexión Telefónica:

Las conexiones realizadas con ellas son temporales.

En la actualidad las líneas telefónicas son analógicas y han sido cambiadas paulatinamente a digitales.

Aún siendo digitales, sólo transmiten señales en el espectro audible ya que fueron diseñados para voz, no para datos por eso se les denomina analógico/modem.

Su límite es de 56 Kbps.



ISDN:

Integrated Services Digital Network - Red Digital de Servicios Integrados - RDSI.

Requiere un circuito telefónico especial desde un proveedor telefónico local y no está disponible en muchas áreas.

Estos equipos se denominan CPE (Customer Premise Equipment – Equipo Local de Cliente).



ISDN:

ISDN crea múltiples canales sobre una sola línea.

Un canal es una trayectoria de datos multiplexada sobre un medio de comunicación sencillo.

Utiliza un circuito BRI (Basic Rate Interface – Interfaz de Rango Básico con 2 canales llamados B ( Bearer – Portadora) que son canales para datos.



ISDN:

Cada canal B funciona a 64 Kbps de ancho de banda de carga efectiva de un total de ancho de 128 Kbps.

Tener canales independientes mejora el rendimiento de las conexiones simétricas, por lo que el tráfico puede ser simultáneo y bidireccional.

Un tercer canal llamado D (Delta) opera a 15 Kbps que se dedica únicamente al control de la red.



ISDN:

Existe una segunda Clase de ISDN que es un circuito PRI (Primary Rate Interface – Interfaz de Rango Primario).

Que funciona al igual que el BRI, excepto que empaqueta hasta 23 canales B con un ancho de banda de carga efectiva de 1.544 Mbps.



DSL:

Digital Subscriber Line – Línea Digital de Abonado.

Funciona con señales digitales sobre cableado de cobre.

Es una tecnología asimétrica, es decir, es más rápida para descargar datos desde el ISP hacia el hogar, que cargar datos del hogar al ISP.



DSL:

Digital Subscriber Line – Línea Digital de Abonado.

Básicamente existen 2 tipos de DSL’s:

1) aDSL: maneja 640 Kbps de carga y hasta 6 Mbps de descarga.

2) DSL Lite: es más lenta pero menos cara, de 1.5 a 6 Mbps de descarga por 128 a 384 Kpbs por carga.



Frame Relay:

Conmuta paquetes sobre una red de conmutación de paquetes compartida, propiedad de un proveedor, como una compañía telefónica.

La comunicación se realiza sobre una infraestructura de telecomunicaciones propiedad del proveedor de Frame Relay, compartida entre varios clientes.



Frame Relay:

Su nombre viene del hecho de que coloca datos dentro de las unidades de mensaje de tamaño variable llamadas tramas.

Deja la administración de la sesión y la corrección de errores a los nodos que operan en diferentes puntos de la conexión, acelerando el rendimiento de la red.



Frame Relay:

La mayoría de los clientes de Frame Relay alquilan los llamados circuitos virtuales permanentes (PVC).

Un PVC le da al cliente una conexión contínua dedicada sin tener que pagar por una línea alquilada, que usa circuitos permanentemente dedicados, esa es su principal ventaja, el costo.



Frame Relay:

Los clientes pagan según el nivel de uso.

Hay la opción de elegir entre diferentes niveles de servicio, donde se programa basándose en la prioridad que se le ha dado a las tramas del cliente en la red global Frame Relay.



VPN:Virtual Private Network – Red Virtual Privada.

Son redes de empresas que funcionan sobre Internet.

Las VPN’s trabajan mediante el cifrado para “Tunelizar” o hacer túneles (Tunneling) a través de Circuitos Virtuales Conmutados (SVC).

Que navegan sobre varias LAN intermedias para poder alcanzar ubicaciones remotas de una empresa.



VPN:Virtual Private Network – Red Virtual Privada.

El cifrado es la técnica de mezclar los datos para que sólo una estación receptora con la clave adecuada pueda decodificarlos y leerlos.

Los ruteadores deben estar configurados en cada sitio de la empresa para realizar las operaciones de cifrado y descifrado.



Fin

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