REDES INFORMATICASClases, Topologías, Cableado y

Comunicaciones

Edwin Mamani LópezProfesor de Informática

CONCEPTO

Una red consiste en dos o más computadoras unidas que comparten recursos como archivos, CD-Roms o impresoras y que son capaces de realizar comunicaciones electrónicas. Las redes están unidas por cable, líneas de teléfono, ondas de radio, satélite, etc.

Su objetivo principal es lograr que todos sus programas datos y equipo estén disponible para cualquiera de la red que lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario.

Otro de sus objetivos consiste en proporcionar una alta fiabilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro, es decir que todos los archivos podrían duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Igualmente la presencia de varios CPU significa que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden ser capaces de encargarse de su trabajo, aunque su rendimiento en general sea menor.

El ahorro económico debido a que los ordenadores pequeños tiene una mejor relación costo / rendimiento, en comparación con la que ofrece las máquinas grandes.

Proporciona un poderoso medio de comunicación entre personas que se encuentran en lugares distantes entre sí.

Objetivos

Cuando se instala una red, una consideración de diseño importante es la topología que se utilizara para dicha conexión. Las topologías más conocidas son las siguientes:

BUS ANILLO ESTRELLA

Tipologías de Redes

Topología Bus

Es un diseño simple que utiliza un solo cable al cual todas las estaciones se conectan. La topología usa un medio de transmisión de amplia cobertura ( broadcast medium ), ya que todas las estaciones pueden recibir las transmisiones emitidas por cualquier . La Instalación es simple y barata.. El problema inherente de este esquema es que si el cable se daña en cualquier punto, ninguna estación podrá transmitir.

TOPOLOGIA BUS Parte Práctica

Elementos : Servidor

Estación de Trabajo ( WS )

Cable Coaxial Terminadores Conectores

BNC

Terminador

Terminador

Conector BNC

Cable Coaxial

T

NIC

TOPOLOGIA BUS Parte Práctica

Terminator

Conector BNC

Cable Coaxial

Topología Anillo

Las redes que emplean la topología anillo se caracterizan porque la información circula por el anillo en un solo sentido.

Cada uno de los nodos lee la dirección en el encabezado de los mensajes y hace las veces de amplificador/repetidor de los mensajes.

No es muy segura al igual que la Topología Bus

TOPOLOGIA ESTRELLA

Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un nodo central, el cual se encarga de controlar todas las comunicaciones de la red.

Es la más segura, pero más costosa porque necesita un HUB o SWITCH.

La Línea de conexión es independiente una de otra, cada PC tiene un enlace independiente con el HUB o SWITCH.

TOPOLOGIA ESTRELLA

Necesariamente se utiliza un Hub o Switch para que se pueda realizar esta instalación.

También se utiliza el Cable UTP como enlace. Además las tarjetas de red a utilizar deben contar con puerto RJ-45 ya que en el Hub o Switch también tiene esos puertos.

Red de Área Local / LAN (Local Área Network) Es una red que cubre una extensión reducida como una empresa, una universidad, un colegio, etc.

Red De Área Metropolitana / MAN ( Metropolitan Área Network)Las redes de área metropolitana cubren extensiones mayores como pueden ser una ciudad o un distrito.

Redes De Área Extensa / WAN (Wide Área Network)Las redes de área extensa cubren grandes regiones geográficas como un país, un continente o incluso el mundo

CLASES DE REDES

Topologías lógicaReglas del camino que determinan cómo viajan

los datos a través de una red.

Las topologías lógicas establecen las reglas del camino para la transmisión de datos.

En contraste con las topología físicas, son abstractas en gran medida y se pueden expresar a través de componentes físicos como tarjeta de red y tipo de cableado; las redes lógicas son esencialmente las reglas del camino.

Concepto

Ethernet Token Ring FDDI ATM

Topologías lógicas típicas

La red Ethernet, inventada en 1973 por Bob Metcalfe (quien fundó 3Com) fue una manera de solucionar las limitaciones de las redes anteriores. Se basaba en un estándar del IIEE (Instituto de Ingenieros en Electronica) llamado 802.3 CSMA/CD.

Ethernet

La base de Ethernet es el CSMA/CD (Acceso múltiple de percepción de portadora de detección de colisiones).

En una red Ethernet, todas las computadoras comparten un único segmento de red, llamado dominio de colisión.

Cuando 2 computadoras trasmiten paquetes al mismo tiempo, se presenta una circunstancia llamada colisión.

El método CSMA/CD

DOMINIO DE COLISION.- Grupo de computadoras que se comunican a través de un solo cable de red.

COLISION.- En términos de conectividad de redes, es lo sucede cuando dos computadoras intentan trasmitir a través del mismo cable de red.

Termino Nuevo

1oBASE2 o conectividad con cable coaxial. La longitud máxima del segmento es de 185 metros.

10BASE5 o thicknet. A thicknet también se le llama AUI, que quiere decir Interfaz de Unidad de Conexión. La longitud máxima de un segmento 10BASE5 es de 500 metros.

10BASE-T, corre a través de dos de los cuatro pares de alambre de par trenzado sin blindaje. En 10BASE-T, la longitud máxima del cable desde el hub hasta la estación de trabajo es de 100 metros.

La familia Ethernet – Estándar 802.3

100BASE-T (Fast Ethernet), en el que los datos viajan a 100 megabits por segundo por segmento a través de dos pares de alambre de cobre de par trenzado sin blindaje. Tolerancia en longitud 20 metros.

100BASE-FX, que equivale a la red Fast Ethernet, que opera a través de fibras ópticas; transportan datos mucho mas lejos que el alambre de cobre. No tiene una longitud máxima

100BASE-T4, que equivale a la red 100BASE-T que opera de cuatro pares de alambre de par trenzado sin blindaje, tolerancia de 20 metros a la estación de trabajo.

La familia Ethernet – Estándar 802.3u

La especificación IEEE 802.11 (ISO/IEC 8802-11) es un estándar internacional que define las características de una red de área local inalámbrica (WLAN). Wi-Fi (que significa "Fidelidad inalámbrica") es el nombre de la certificación otorgada por la Wi-Fi Alliance, anteriormente WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance), grupo que garantiza la compatibilidad entre dispositivos que utilizan el estándar 802.11. Una red Wi-Fi es en realidad una red que cumple con el estándar 802.11

La familia Ethernet – Estándar 802.11

La familia Ethernet – Estándar 802.11

Estándar Frecuencia Velocidad Rango

WiFi a (802.11a)

5 GHz 54 Mbit/s 10 m

WiFi B (802.11b)

2,4 GHz 11 Mbit/s 100 m

WiFi G (802.11b)

2,4 GHz 54 Mbit/s 100 m

Los estándares 802.11a, 802.11b y 802.11g, llamados "estándares físicos", son modificaciones del estándar 802.11 y operan de modos diferentes, lo que les permite alcanzar distintas velocidades en la transferencia de datos según sus rangos.

En las redes Token Ring y FDDI, un paquete especial y único llamado token, circula a través de toda la red.

Cuando una computadora tiene datos que transmitir, espera hasta que el token esté disponible, lo toma y trasmite un paquete de datos mientras que, de manera simultanea, libera el token a la siguiente computadora en línea. A continuación, la siguiente computadora captura el token si tiene datos para transmitir.

Token Ring y FDDI – 802.5

ATM transmite todos los paquetes como celdas de 53 bytes, los cuales tienen una gran variedad de identificadores para determinar parametros como calidad de servicio (en otras palabras, qué paquetes se rutearán primero)

Algunos de los bits de información que se incluyen en un paquete indican la calidad de servicio. – Como en ATM y como se implementará en la versión 6 del Protocolo Internet (IPv6) – Se puede enviar paquetes de acuerdo con sus necesidades de ancho de banda

Modo de Transferencia Asíncrono

ATM es capaz de ofrecer ruteo a velocidades extremandamente altas. A su velocidad mas baja opera a 22 megabits por segundo; a su velocidad mas alta a 622 megabits por segundo (esta es la razón del porque las compañías telefónicas lo utilizan para algunas o para la mayor parte las líneas troncales que transportan datos a través de distancia largas) .

Actualmente , el equipo ATM es complejo y caro.

Modo de Transferencia Asíncrono

El modelo OSI… y por qué debe familiarizarse con él

OSI de ISO

Modelo de Referencia para la Interconexión de Sistemas Abiertos. Definido por la Organización para Estándares Internacionales, para promover una interoperatividad a nivel mundial

Suele ser usada como estándar para comparar otros protocolos.

El Modelo OSI esta divido en 7 Niveles de protocolos de forma jerárquica.

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace de Datos

Físico

Define las características eléctricas y mecánicas de las interfaces

Establece y mantiene la conexión física Incluye los cables y conectores, métodos de

transmisión y las computadoras y equipos de comunicación

Establece y mantiene la comunicación entre los usuarios.

Detecta y corrige errores

Nivel Físico

Establece y mantiene la comunicación entre los usuarios.

Detecta y corrige errores

Nivel de Enlace de Datos

Se encarga del formato de los bloques de datos, de las direcciones y del orden de los datos transmitidos

Nivel de Red: Establece y mantiene transmisiones entre sistemas Transmite los datos por toda la red Convierte los datos en paquetes y los envía a su

destino Se encarga de la administración y gestión de datos,

emisión de mensajes de estado, regulación del tráfico y de que todos los paquetes lleguen a su destino

Nivel de Transporte: Se encarga de la Transferencia de datos y de

mantener el flujo de la red Acepta datos del Nivel de Sesión, los divide en

mensajes y pasa estos al Nivel de Red Comprueba si los datos llegan correctamente a su

destino Representa la línea de separación entre la

transmisión de los datos y el proceso de los mismos. Controlan la distribución de los mensajes y evitan

que se pierdan o dupliquen

Nivel de Sesión: Organiza, sincroniza y se encarga del diálogo

entre el usuario y la red El usuario ha de dirigirse a este nivel para

establecer una conexión con otra eestación Incluye reglas para establecer y dar por

finalizadas las conexiones. Nivel de Presentación:

Traduce la información del formato máquina, a un formato que pueda entender el usuario.

Traduce los distintos formatos de archivos y los diferentes sistemas de codificación (ASCII)

Nivel de Aplicación: Se encarga del intercambio de información entre

el usuario y el sistema. Se ocupa del soporte de los programas de

aplicación, como claves de acceso, transferencia de archivos, etc.

Los protocolos de un Nivel en un equipo, se comunican con su par del mismo Nivel en el otro equipo

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace de Datos

Físico

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace de Datos

Físico

Medio Físico

Usuario1 Usuario2

CABLEADO DE DATOS(Estándares, Normas, Materiales,

Formas y Herramientas)

En esta parte veremos los Estándares que hacen posible

la construcción de una red física. En este caso de la

Topología Estrella.

Veremos las Normas de Instalación, Materiales a utilizar,

Dispositivos Electrónicos y Herramientas.

Cableado de Datos

Estándares para Cableado de Telecomunicaciones

A principios de 1990, la industria de Telecomunicaciones reconoció la necesidad de establecer lineamientos para el cableado de voz y datos en edificios. Estos lineamientos proveen la dirección para efectuar instalaciones correctas de los nuevos productos de Telecomunicaciones así como los detalles para realizar movimientos, adiciones y cambios en una instalación existente.

Estos estándares son escritos y aprobados por comités formados por Profesionales de la industria sobre la cual actúan dichos estándares.

Estándares

Estándar para el Cableado de Telecomunicaciones de Edificios

Comerciales

- Estándar de la Industria Americana- EIA/TIA – 568 Julio 1991- TIA/EIA – 568A Octubre 1995- EIATIA – 568B 1998/1999

Provee una estructura común para el diseño e instalacionesde cables de telecomunicaciones y hardware de conectividaden los edificios comerciales.

TIA/EIA – 568 B

Estándar sobre espacios y canalización de Telecomunicaciones

para edificios comerciales

Objetivo:- Estandarizar el diseño y las prácticas de construccióndentro y entre edificios, que serán el soporte paracables de Telecomunicaciones y equipos.

Secciones:- Contempla las Canalizaciones Horizontales y para Backbone, Área de Trabajo, Cuarto de Telecomunicaciones,Cuarto de Equipos, Entrada de Facilidades

TIA/EIA – 569 A

Estándar sobre Administración para la Infraestructura de

Telecomunicaciones de Edificios Comerciales.Objetivo:

- Proveer un esquema de administración uniforme independiente de las aplicaciones, que establece los lineamientos para los dueños, usuarios finales, fabricantes,consultores, contratistas, diseñadores, instaladores y administradores involucrados en la administración de la infraestructura de Telecomunicaciones.

TIA/EIA – 606

Requerimientos de aterramiento y anclaje en edificios comerciales para la industria de Telecomunicaciones.Objetivo: Permitir el planeamiento, diseño e instalación

de un sistema de aterramiento de telecomunicaciones que soporta un entorno multi-fabricante, multi-producto así como las prácticas de aterramiento para varios sistemas.

TIA/EIA – 607

Materiales para InstalaciónSe tienen que utilizar materiales normados y que cumplan las categorías del caso para la

transmisión de datos optima y de alta velocidad.

CABLE UTP(Unshielded Twisted Pair Cable)

Es un cable que cuenta con 8 hilos de cobre trenzados en su interior.

Se utiliza para las instalaciones de redes de Topología estrella.

Debe cumplir con CAT5e o superior, para manejar la velocidad de 100 o 1000 MBps.

Los hilos dentro del cable tienen colores, que son : Naranja, Verde, Azul y Marrón.

Sus pares son de color blanco con líneas Naranja, Verde, Azul y Marrón.

Conector o Plug RJ-45

Conector de Plástico en donde se ubican los ocho hilos del cable UTP siguiendo un código de colores.

Estos Plug sirven para conectar los puertos de las Tarjetas de Red a los puntos de Red, Patch Panel y a los puertos del Hub o Swtich.

Conector o Plug RJ-45(Ubicación de los cables en el conector)

Deben cumplir los estándares de comunicación Universal. En este caso seInvolucran la TIA/EIA 568B

T568A:

B/V V B/N A B/A N B/M M 1 2 3 4 5 6 7 8

T568B:B/N N B/V A B/A V B/M M 1 2 3 4 5 6 7 8

Cables Patch Cord

Los Patch Cord son cables hechos con conectores RJ-45 y capuchas de Plástico que los protegen.

Sirven para unir una PC con un Punto de red o un puerto del Patch Panel a un puerto del Switch, etc.

JACK’S CAT 5e

Los Jack’s son unos conectores que sirven de intermediario entre el Patch Cord que conecta una PC al cable que llega al Pacth Panel.

Cada uno de estos representa un punto de red instalado, y van dentro las cajas tomadatos.

Para conectar los hilos del cable UTP al Jack, existen a presión y otros con herramienta de impacto.

Canaletas de Plastico

Las canaletas es el medio por el cual los cables de red son llevados y protegidos, de acuerdo a su trayectoria.

Es recomendable usar con los accesorios del caso en bordes y subidas, para evitar el deterioro del cable.

Canaletas de Piso

Las canaletas es el medio por el cual los cables de red son llevados y protegidos, de acuerdo a su trayectoria.

Se trabajan bastante con canaletas de pared y de piso.

Cajas Tomadatos y Face Plate

Es en donde se guarda el Jack. En ellos se puede etiquetar y así poder identificar los puntos de red.

Se pueden trabajar simples, dobles o más.

Patch Panel

Los Pacth Panel van en los Rack, y en ellos terminan todos los cables de red del cableado.

En la parte posterior del Patch Panel se tiene que hacer la conexión y colocarlo hilo por hilo.

Luego con los Patch Cord se unen los puertos del Patch Panel con los del Hub.

Rack

Es de fierro y es donde van los Patch Panel y los dispositivos de Comunicación como los Hub, Switch, Router, etc.

Es la parte central de todo el cableado de datos.

Herramientas de Trabajo

Gripeador

Es la herramienta que me sirve para construir los cables Line cord (De la PC al punto de Red) y Patch Cord (Del Pacth Panel al Hub).

Fundamentalmente conecta los Plug RJ-45 con los ocho hilos del cable UTP.

Impactador

Es la herramienta que me permite hacer la conexión de los hilos del cable UTP a los Jack’s que no son a presion y a los Patch Panel.

Dispositivos de Testeo

Son dispositivos que certifican la Red, es decir, que una culminado el cableado estos verifican su estado y su correcto funcionamiento.

Dispositivos de Comunicación

Modem

Son dispositivos electrónicos, que modulan y demodulan señal y que le permiten al Computdor conectarse a otras redes remotas.

Tarjeta de Red

Conocida como NIC (Network Interface Card).

Es un dispositivo por el cual le permite al computador conectarse a una red local.

Según la topología de la red define el modelo de la tarjeta a usar.

También define la velocidad a conectarse, ya que hay de 10MB, 100MB y 1 GB.

SWITCH

El propósito del Switch es concentrar la conectividad, haciendo que la transmisión de datos sea más eficiente.

El switch conmuta paquetes desde los puertos (las interfaces) de entrada hacia los puertos de salida, suministrando a cada puerto el ancho de banda total.

Router

El Router es un dispositivo que va directamente conectado al hub  o concentrador de la Red Ethernet mediante una conexión RJ45 y que incorpora un adaptador RDSI o ADSL.

El Router permite que automáticamente se abra la conexión a Internet cuando cualquier usuario solicite una página de Internet desde su navegador.

Tipos de líneas

Tipos de Línea

LÍNEA RTBEs la línea regular de telefónica, permite la transmisión de voz, datos e imágenes indistintamente, aunque nunca a la vez, a una velocidad máxima de 56,6 Kbit/s.

LÍNEA RDSIEs una línea de telefónica de alta velocidad. Se compone de dos canales de comunicación de alta velocidad (64 Kbit/s cada uno) que pueden utilizarse indistintamente para voz y datos

Tipos de Línea

LÍNEA ADSLNo es una línea telefónica, es un producto que se aplica sobre líneas regulares o básicas y nos permite establecer dos comunicaciones simultáneas, una de voz y otra de datos.Con este sistema de conexión se consigue por primera vez que la línea no tenga la misma capacidad para enviar que para recibir, puesto que siempre recogemos más información de la red de la que enviamos.

Tipos de LíneaCuadro Comparativo