Escuela de Ingeniería Electrónica

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CAPITULO 3
COMPONENTES
FÍSICOS DE LA RED
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AGENDA
™ Configuración de la tarjeta de red
™ Topologías
™ Tipos de medios
™ Dispositivos
™ Conexión a Internet (WANs)
Ing. José Alberto Díaz García
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TARJETA DE RED (NIC)
™ La tarjeta de interfase a red (NIC) es un
dispositivo que se conecta a la tarjeta madre y
provee puertos para la conexión a la red.
™ Es la interfase entre el computador y la red de área
local (LAN).
Ing. José Alberto Díaz García
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TARJETA DE RED (NIC)
™ Algunas consideraciones importantes que se
deben tomar en cuenta cuando se selecciona una
NIC para ser utilizada en una red son:
‰ Tipo de red – Ethernet, Token – Ring, FDDI
‰ Tipo de medio – par trenzado, coaxial, fibra óptica, etc.
‰ Tipo de bus físico - PCI o ISA
Ing. José Alberto Díaz García
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TARJETA DE RED (NIC)
Ing. José Alberto Díaz García
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AJUSTANDO LA DIRECCION IP
™ En una red basada en TCP/IP,
los computadores utilizan
direcciones (IP) para
identificarse entre ellos.
™ Estas direcciones le permiten a
los computadores conectarse a
la red.
™ La dirección IP corresponde
a un número binario de 32
bits.
™ Este número se divide en 4
grupos de 8 bits conocidos
como octetos, cada uno de
ellos se representa por un
número decimal en el rango
de 0 a 255.
Ing. José Alberto Díaz García
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SERVIDORES DHCP
™ DHCP es una utilidad que
automáticamente asigna
direcciones IP a los
computadores.
™ El computador que corre el
programa se llama “SERVIDOR
DHCP”.
™ Los servidores DHCP asignan la
dirección y la configuración
TCP/IP a los computadores
configurados como clientes
DHCP.
™ Este proceso dinámico elimina
la necesidad de asignar
manualmente las direcciones IP.
Ing. José Alberto Díaz García
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SERVIDORES DHCP
Ing. José Alberto Díaz García
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DIRECCION IP
™ Una de las formas de que un computador
conectado en red obtenga su dirección IP es a
través de un servidor “Dynamic Host
Configuration Protocol” (DHCP).
Ing. José Alberto Díaz García
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DIRECCION IP
™En la información de la dirección que
asigna el servidor DHCP a los PCs se
incluye:
‰Dirección IP
‰Máscara de la subnet
‰Gateway
‰Valores opcionales donde se incluye la
dirección del servidor DNS y el WINS (Windows
Intenet Naming Service)
Ing. José Alberto Díaz García
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Domain Name System (DNS)
™ Si la red es grande o esta
conectada a Internet,
frecuentemente se esta
cambiando la dirección
numérica del host para
recordarla.
™ La mayoría de los HOST se
identifican en Internet
amigablemente por nombres
de computadores conocidos
como “nombres de host”.
™ El Sistema de Nombres de
Dominios (DNS) se utiliza
para traducir los nombres de
los computadores como
www.cisco.com a su
correspondiente dirección
IP.
Ing. José Alberto Díaz García
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DNS
Ing. José Alberto Díaz García
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Default Gateway
™ El “Default Gateway” es la
interfase “near-side” del
router, esto es, la interfase
en el router a la cual el
segmento de la red local de
computadores o cables se
conectó.
™ Para que cada computador
reconozca su “default
gateway” la dirección IP del
router más cercano debe
ingresar en la caja de
diálogo de las propiedades
del Host de protocolo de
Internet (TCP/IP)
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA DE REDES
™ La topología de la red define la
forma de la red. Muestra la
como se conectaran los
dispositivos en la red.
™ Una red tiene topología física
como lógica.
‰ TOPOLOGÍA FÍSICA. Se refiere
a los dispositivos y el medio.
‰ TOPOLOGIA LOGICA. Se
refiere a las rutas que tomarán
las señales de un punto de la
red a otro (la forma en que se
accesa el medio y transmiten
sus paquetes de datos)
™ La red puede tener una
topología lógica y física
diferentes (Ethernet – estrella
física / bus lógica)
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA FISICA
™ La topología física
muestra la
distribución física
de la red, hace
referencia a los
dispositivos y el
medio de
transmisión de los
datos.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA LOGICA
™ Muestra la topología
lógica de la red, se
refiere a las rutas que las
señales toman para viajar
de un punto a otro en la
red.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA FISICA VRS TOPOLOGIA
LOGICA
™ Estas dos
terminologías
pueden causar
confusión.
Porque la
palabra lógica
en este
momento no
tiene nada que
ver con la forma
en que red
aparece
funcionando.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIAS
™ BUS. Todos los dispositivos en la topología BUS se
conectan a un mismo cable, el cual proviene de un
computador y pasa a otro, como la línea de buses dentro
de una ciudad.
™ ESTRELLA. Esta es la arquitectura más comúnmente
utilizada en las LANs Ethernet. Se implementa de una
conexión central que es un dispositivo, como un Hub,
Switch o enrutador, donde todos los segmentos de los
cables se encuentran.
™ ANILLO. El Host se conectan en forma de anillo o
circulo. No tiene inicio ni fin.
™ MALLA. Conecta todos los dispositivos (nodos) entre
ellos para redundancia y tolerancia a fallas.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA DE BUS
™ Comúnmente se le
llama bus lineal, todos
los dispositivos en la
topología bus se
conectan en un solo
cable, el cual procede
de un computador a
otro.
™ Es raramente utilizada
pero se puede aplicar
en oficinas de la casa o
en pequeñas compañías
con pocos host.
Ing. José Alberto Díaz García
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGIA
DE BUS
™ Ventajas de la topología de bus:
‰ El cableado es de bajo costo.
‰ Utiliza menos cable que otras topologías como la estrella
o estrella extendida.
‰ Trabaja muy bien en pequeñas redes.
‰ No necesita de un dispositivo central, como hub, swich o
enrutador.
™ Desventajas de la topología de bus:
‰ El tiempo de acceso es bajo al igual que el ancho de
banda debido a que comparte el mismo cable con todos
los dispositivos.
‰ Es difícil identificar y aislar las fallas.
‰ Una ruptura del cable deshabilita toda la red.
‰ Necesita de un elemento terminal.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA ESTRELLA
™ Es la más comúnmente
utilizada en la
arquitectura de redes
Ethernet.
™ Es mas costosa que la
topología de bus porque
se necesita más cable y
se necesita de un
dispositivo central,
como hub, switch o
enrutador.
Ing. José Alberto Díaz García
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA
TOPOLOGIA ESTRELLA
™ Ventajas de la topología estrella:
‰ Se puede expandir, es flexible y confiable.
‰ Es fácil de diseñar e instalar.
‰ El diagnóstico de problemas fácilmente se puede realizar
ya que el problema se puede presentar en una
computador o en un dispositivo.
‰ Es la que mayormente permite el intercambio de
información por la red.
™ Desventajas de la topología estrella:
‰ Requiere de mucho cable para interconectar los
computadores, ya que cada computador debe conectarse
con el dispositivo en la posición central.
‰ Es más cara para construir ya que se requiere de más
cable y de dispositivos complementarios.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA DE ANILLO
™ Una trama (frame), llamado
token, viaja por el anillo y
para en cada uno de los
nodos.
™ Si el nodo quiere transmitir
datos, agrega los datos y la
información de la dirección
a la trama.
™ La trama continúa alrededor
del anillo hasta que
encuentre el nodo destino, el
cual tomará los datos de la
trama.
™ La ventaja de utilizar este
método es que no existe la
posibilidad de una colisión
en los paquetes de los datos.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA DE ANILLO
™ Con un simple anillo todos los dispositivos en la
red comparten el mismo cable, y los datos viajan
en una única dirección.
™ Con dos anillos los datos pueden viajar en ambas
direcciones.
™ Esto crea redundancia (tolerancia a fallas). Si por
cualquier razón un anillo falla, los datos pueden
ser enviados o recibidos por el otro anillo.
™ El estándar 802.5 es el método de acceso que se
utiliza en las redes de anillo.
™ FDDI (tecnología similar al token ring) utiliza luz
en lugar de electricidad para transmitir los datos
sobre el anillo.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIA MALLA
™ La topología malla
conecta todos los
dispositivos (nodos) a
cada uno de ellos para
lograr redundancia y
tolerancia a fallas.
™ Es utilizada en redes
locales anchas (WANs)
para interconectarse con
redes y para redes
criticas.
™ Es una topología cara y
difícil de implementar.
Ing. José Alberto Díaz García
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TOPOLOGIAS HIBRIDAS
™ La topología híbrida
combina más de un
tipo de topologías.
™ Cuando las líneas
de bus se unen en
dos hubs de
diferentes
topologías la
configuración se
llama bus estrella.
™ Los buses son
utilizados para
transferir datos
entre dos topologías
estrella.
Ing. José Alberto Díaz García
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HOJA DE TRABAJO 1
Ing. José Alberto Díaz García
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MEDIOS PARA REDES
™Existe una gran variedad de medios en el
mercado de trabajo de las redes:
‰Cobre – incluyendo pares coaxiales y pareados.
‰Vidrio – fibras ópticas
‰Ondas – inalámbrico
™Para cada tipo de cable, existen dos
grados:
‰Plenum – Se refiere al cable con una jacket
hecha con Teflon u otro material que cumpla
con los códigos contra incendio y de
construcción.
‰PVC – La jacket externa de los cables no
Plenum esta hecho con Cloruro de Polyvinyl
(PVC); el cual produce un gas venenoso cuando
Ing. José Alberto Díaz García
se quema.
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MEDIOS
Ing. José Alberto Díaz García
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MEDIOS – CABLE COAXIAL
™ El cable coaxial utiliza
una malla protectora
“shielding” para repeler
la interferencia producida
por las fuentes eléctricas.
™ El cable coaxial consiste
de cuatro partes:
‰ Conductor central
‰ Aislante
‰ Malla protectora
‰ Jacket
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE COAXIAL
™ Existen diferentes tipos de cables
coaxiales, incluyendo “thicknet” y
“thinnet”.
™ Thicknet tiene un mayor diámetro ,
es rígido y difícil de instalar.
™ La velocidad máxima de
transmisión es de solamente 10
Mbps.
™ Esto es significativamente muy
poco comparado con el par
trenzado y la fibra óptica.
™ El largo máximo del cable debe ser
de 500 metros.
™ Thinnet tiene la misma velocidad
de transmisión que el thicknet.
Ing. José Alberto Díaz García
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DEL CABLE
COAXIAL
™ Ventajas del cable coaxial:
‰Puede ser utilizado en mayores distancias que
en el par trenzado entre nodos.
‰Es más barato que el cable de fibra óptica.
™ Desventajas del cable coaxial:
‰Es mayor diámetro de Thicknet hace que la
instalación sea más difícil.
‰El cable coaxial debe ser aterrizado. Los
problemas de ruido causan errores en los datos.
‰El ancho de banda es limitado
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE COAXIAL
Ing. José Alberto Díaz García
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MEDIO – PAR TRENZADO
™ El par trenzado es el utilizado
en las comunicaciones por
teléfono y la mayoría de la
redes Ethernet por modem.
™ Todos los cables trenzados
cuentan con protección interna
y externa.
™ Existen dos tipos:
‰ Par trenzado con malla
(Shielded Twisted-Pair)
(STP)
‰ Par trenzado sin malla
(Unshielded Twisted-Pair)
(UTP) – el más comúnmente
utilizado en el cableado de
redes tipo Ethernet.
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE TRENZADO
™ El cable shielded twistedpair (STP) combina las
técnicas de cancelación y
enrollado de cables con una
malla.
™ Cada par de cables se
envuelve en una funda
metálica para aislar los
cables del ruido.
™ Los cuatro pares de cables
se agrupan y se enrollan en
una funda metálica.
™ STP reduce el ruido eléctrico
en el cable (crosstalk) y
fuera del cable con EMI y
Ing. José Alberto Díaz García
RFI.
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CABLE TRENZADO
™ El cable unshielded
twisted-pair (UTP) tiene
dos o cuatro pares de
cables.
™ Elimina la degradación de
la señal causada por la
interferencia
electromagnética (EMI) y
la interferencia producida
por las ondas de radio
(RFI).
™ UTP es el más
comúnmente utilizado en
el cableado de redes
Ethernet.
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE TRENZADO
Ing. José Alberto Díaz García
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HOJA DE TRABAJO 2
Ing. José Alberto Díaz García
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MEDIO – FIBRA OPTICA
™ El cable de fibra óptica
es un medio para redes
que es capaz de conducir
transmisiones de luz
modulada.
™ La luz se modula de tal
forma que viaje en la
dirección que se
transmiten los datos.
™ Tiene un núcleo de fibras
de vidrio o plástico (en
lugar del cobre), a través
de las cuales viajan los
pulsos de luz.
Ing. José Alberto Díaz García
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FIBRA OPTICA
Ing. José Alberto Díaz García
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MEDIO - INALAMBRICO
™ Las redes inalámbricas utilizan frecuencia de radio
(RF), láser, infrarrojos (IR), y microondas/satélite
para transportar las señales de un computador a
otro sin necesidad de un cable permanente entre
computadores.
™ Las señales inalámbricas son ondas
electromagnéticas que viajan por el aire.
™ No necesitan de un medio físico para las señales
inalámbricas.
™ Los teléfonos celulares son una aplicación muy
común.
Ing. José Alberto Díaz García
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INALAMBRICO
Ing. José Alberto Díaz García
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HOJA DE TRABAJO 3
Ing. José Alberto Díaz García
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DISPOSITIVOS – HUB (CONCENTRADORES) Y
REPETIDORES
™ Los hubs (concentradores) son
repetidores de multipuertos. En
muchos casos, la diferencia
entre los dos dispositivos es el
número de puertos que cada
uno provee.
™ Utilizando un hub cambia la
topología de la red de una bus
lineal, donde cada dispositivo
se conecta directamente con su
cable a una estrella. El hub
generalmente se utiliza como el
punto central en una topología
estrella.
Ing. José Alberto Díaz García
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HUB Y REPETIDORES
™ Con los hubs, los datos
que se reciben por los
cables en el puerto son
eléctricamente repicados
en los puertos restantes de
la misma LAN Ethernet,
excepto en el puerto donde
se reciben los datos.
™ Existen tres tipos de Hubs:
‰ Pasivo
‰ Activo
‰ Inteligente
Ing. José Alberto Díaz García
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HUBS Y REPETIDORES
Ing. José Alberto Díaz García
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DISPOSITIVOS – BRIDGES Y SWITCHES
™ Los Bridges (puentes) y los
switches (interruptores) son
utilizados para conectar
segmentos de red.
™ Los interruptores y puentes
operan al nivel de la capa de
enlace de datos del modelo
OSI.
™ La función del puente es la de
realizar decisiones
inteligentes acerca del paso
de señales al siguiente
segmento de la red.
Ing. José Alberto Díaz García
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BRIDGES Y SWITCHES
™ Cuando el puente ve una trama
en la red, ve la dirección MAC de
destino y la compara con una
tabla para determinar si la filtrara
o copia la trama en otro
segmento.
™ Los switches aprenden cierta
información a cerca de los
paquetes de datos que reciben de
un computador a la red.
™ La utilizan para construir futuras
tablas para determinar el destino
de los datos que se han enviado
por un computador hacia la red.
™ Ayudan a segmentar la red y
reducir el congestionamiento del
transito sobre la red, limitando
cada puerto a su propio dominio
de colisión.
Ing. José Alberto Díaz García
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PUENTES Y SWITCHES
Ing. José Alberto Díaz García
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DISPOSITIVOS – ROUTERS
™ Los enrutadores (Routers)
son los dispositivos más
sofisticados que utilizan
las redes, operan a nivel de
la capa de red en el modelo
OSI.
™ Son más lentos que los
puentes y los switches pero
realizan decisiones
inteligentes sobre como
enrutar los paquetes
recibidos en un puerto a la
red o a otro puerto.
Ing. José Alberto Díaz García
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DISPOSITIVOS – ROUTERS
™ Cada puerto en donde se
coloca un segmento de la
red se describe como una
interfase router.
™ Los enrutadores pueden ser
computadores con un
programa especial para
redes instalado o pueden ser
dispositivos construidos
para equipo de redes.
™ Los routers contienen tablas
de direcciones de redes con
rutas de destino optimas
hacia otras redes.
Ing. José Alberto Díaz García
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ENRUTADORES
Ing. José Alberto Díaz García
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HOJA DE TRABAJO 4
Ing. José Alberto Díaz García
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LINEAS SERIALES SINCRONICAS Y
ASINCRONICAS
™ TRANSMISIÓN SERIAL SINCRÓNICA – Los bits
de los datos se envían juntos con un pulso de reloj
de sincronia.
™ Un mecanismo coordina los relojes de los
dispositivos que envían y reciben los datos.
™ TRANSMISION SERIAL ASINCRÓNICA – Los bits
de los datos son enviados sin la señal de
sincronia.
™ Utiliza un bit de inicio al inicio de cada uno de los
mensajes.
™ Una vez que el receptor recibe el bit de inicio, se
puede sincronizar su reloj interno con el del
Ing. José Alberto Díaz García
transmisor.
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COMUNICACIÓN SERIAL
Ing. José Alberto Díaz García
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MODEMS
™ El moden es un dispositivo
electrónico que es utilizado por el
computador para comunicarse
através de las líneas telefónicas.
™ Permite la transferencia de datos
entre computadores.
™ Los modems convierten los datos
digitales a señales analógicas y
señales analógicas de respuesta a
datos digitales.
™ Hay cuatro tipos:
‰ Tarjetas de expansión que son
las más comunes.
‰ PCMCIA
‰ Externos
‰ Modems Built-in
Ing. José Alberto Díaz García
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MODEMS
Ing. José Alberto Díaz García
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COMANDOS PARA MODEMS ESTANDAR DE
DISCADO SOBRE LA RED
™ Cuando los computadores
utilizan el sistema de red de
telefonía pública o la red para
comunicarse, se llama Dial-Up
Networking (DUN).
™ DUN crea una conexión Pointto-Point Protocol (PPP) entre
dos computadores sobre la
línea telefónica.
™ En este proceso, PPP hace que
el modem actúe como una
tarjeta de interfase a red.
™ Los modems pueden operar en
los dos siguientes estados para
habilitar el DUN:
‰ Estado de comandos locales
Ing. José Alberto Díaz García
‰ Estado en línea
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PROVEEDORES DE SERVICIOS ISP E
INTERNET
™ Services of an Internet
service provider (ISP)
son necesarios para
navegar en Internet.
™ El ISP conecta
computadores a
internet y a World
Wide Web.
™ Cuando se conecta a
ISP, el computador se
comporta como un
cliente remoto en la
red local ISP.
Ing. José Alberto Díaz García
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DSL
™ Digital Subscriber Line (DSL)
es una tecnología para estar
siempre conectado. Esto
quiere decir que no se
necesita de marcar un número
telefónico cada vez que se
quiera accesar Internet.
™ Las velocidades de
transferencia se dividen en:
‰ Upstream
‰ Downstream
™ Upstream es el proceso de
transferencia de datos desde
el usuario final hasta el
servidor.
™ Downstream es el proceso de
transferencia de datos entre el
servidor y el usuario final.
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE MODEMS
™ El cable modem trabaja
como una interfase a red
(LAN) conectando el
computador a Internet.
™ El cable modem conecta a un
computador a una red de una
compañía de cable a través
del cable coaxial que lleva la
señal de televisión (CATV).
™ El servicio de cable modem,
similar a DSL, es también
una tecnología del tipo
“siempre on” (always-on).
Ing. José Alberto Díaz García
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CABLE MODEMS VRS DSL ENTERNET
TECHNOLOGY
Ing. José Alberto Díaz García
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