Elementos de Interconexión de Redes

Instalación y Mantenimiento de Servicios de Redes Locales
Unidad-4. Elementos de Interconexión de Redes-Parte 1.
Instalación y Mantenimiento de Servicios de Redes Locales
1º E.S.I.
Departamento de la Familia Profesional de Informática
José Miguel Lucas
UNIDAD 4
Elementos de Interconexión de Redes
Parte 1
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Instalación y Mantenimiento de Servicios de Redes Locales
Unidad-4. Elementos de Interconexión de Redes-Parte 1.
INDICE
INTRODUCCIÓN .................................................................................................................................................. 3
TARJETAS DE RED ............................................................................................................................................. 3
DIRECCIONAMIENTO ........................................................................................................................................ 6
Direccionamiento a nivel de enlace de datos ..................................................................................................... 6
Direccionamiento a nivel de red ......................................................................................................................... 7
INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE UNA TARJETA O ADAPTADOR DE RED ................................ 8
Instalación de una tarjeta o adaptador de red ..................................................................................................... 8
Parámetros básicos de una configuración de red .............................................................................................. 10
Configuración del protocolo TCP/IP en una tarjeta de red en Windows XP ................................................... 11
Utilidades para redes TCP/IP ........................................................................................................................... 13
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Unidad-4. Elementos de Interconexión de Redes-Parte 1.
INTRODUCCIÓN
En una red de comunicaciones entran en juego dos aspectos fundamentales: el hardware, que tiene que
ver con los dispositivos físicos y el software, que son los programas informáticos dedicados a controlar las
comunicaciones. En este tema vamos a tratar el hardware y el software de red para permitir el acceso de un
equipo a una red de transmisión de datos.
TARJETAS DE RED
El adaptador de red, tarjeta de red o NIC (Network Interface Card) es el elemento fundamental en la
composición de la parte física de una red de área local. Cada adaptador de red es un interface hardware, entre la
plataforma o sistema informático y el medio de transmisión físico, por el que se transporta la información de un
lugar a otro.
El adaptador puede venir o no incorporado con la plataforma hardware básica del sistema (placa base).
En algunos ordenadores personales hay que añadir una tarjeta separada, independiente del sistema, para realizar
función de adaptador de red. Esta tarjeta se inserta en el bus de comunicaciones del ordenador personal
convenientemente configurada. Un equipo puede tener una o más tarjetas de red para permitir distintas
configuraciones o poder atacar con el mismo equipo distintas redes.
La tarjeta de red es un dispositivo electrónico que se compone de las siguientes partes:
•
Interface de conexión al bus del ordenador.
•
Interface de conexión al medio de transmisión.
•
Componentes electrónicos internos, propios de la tarjeta.
•
Elementos de configuración de la tarjeta.
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Los adaptadores de red permiten:
•
Independizar la velocidad de funcionamiento de la red y la CPU central del ordenador.
•
Aislar el computador de la mayor parte de la actividad de la red.
•
Son específicos para cada tecnología de red utilizada. Ejemplo si usamos tecnología Ethernet
necesitaremos una tarjeta específica para dicha tecnología.
La conexión de la tarjeta de red al hardware del sistema sobre el que se soporta el host de
comunicaciones se realiza a través del interface de conexión. Cada ordenador transfiere internamente la
información entre los distintos componentes (CPU, memoria, periféricos) en paralelo a través de un bus interno.
Los distintos componentes, especialmente los periféricos y las tarjetas, se conectan a este bus a través de unos
conectores llamados slots de conexión, que siguen unas especificaciones concretas.
Por tanto, un slot es el conector físico en donde se «pincha» La tarjeta. Es imprescindible que la
especificación del slot de conexión coincida con la especificación del interface de la tarjeta. También es preciso
guardar unas medidas de seguridad mínimas para garantizar que la electrónica de los componentes no se
estropee por una imprudente manipulación, como por ejemplo, descargarse de electricidad estática, trabajar en
un ambiente seco y Limpio, etcétera.
La velocidad de transmisión del slot, es decir, del bus interno del ordenador, y el número de bits que es
capaz de transmitir en paralelo, serán los primeros factores que influirán decisivamente en el rendimiento de la
tarjeta en su conexión con el procesador central.
Actualmente los interfaces más usados son PCI (tanto de 32 como de 64 bits), PCMCIA para
ordenadores portátiles y USB. La tecnología más consolidada para PC compatibles es PCI, que está implantada
en la mayor parte de las plataformas modernas.
En el mercado existen muchos tipos de tarjetas de red. Cada tarjeta necesita su controlador de software
para comunicarse con el sistema operativo del host. Hay firmas comerciales poseedoras de sus propios sistemas
operativos de red que tienen muy optimizados estos controladores. Esto hace que muchas tarjetas de red de
otros fabricantes construyan sus tarjetas de acuerdo con los estándares de estos fabricantes mayoritarios, de
modo que las tarjetas se agrupan por el tipo de controlador que soportan.
En general, es conveniente adquirir la tarjeta de red asegurándose de que existirán los controladores
apropiados para esa tarjeta, y para el sistema operativo del host en el que se vaya a instalar. Además hay que
cerciorarse de que se dispondrá de un soporte técnico para solucionar los posibles problemas de configuración o
de actualización de los controladores con el paso del tiempo, tanto de los sistemas operativos de red como de
las propias redes.
Los componentes electrónicos incorporados en la tarjeta de red se encargan de gestionar la transferencia
de dates entre el bus del ordenador y el medio de transmisión, así como del proceso de estos datos.
La salida hacia el cable de red requiere una interfaz de conectores especiales para red como los que ya se
han visto anteriormente: BNC, RJ45, etc., dependiendo de la tecnología de la red y del cable que se deba
utilizar. Normalmente, la tarjeta de red procesará la información que le llega procedente del bus del ordenador
para producir una señalización adecuada en el medio de transmisión, por ejemplo, una modulación, un
empaquetamiento de datos, un análisis de errores, etc.
En el caso de adaptadores para redes inalámbricas el procedimiento de instalación es semejante aunque
no se utilizan cables, que serán sustituidos por las antenas de radiación que los propios interfaces llevan
incorporadas.
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Se debe considerar lo siguiente antes de instalar una tarjeta de red o NIC:
•
La velocidad de su concentrador, conmutador, o servidor de impresora: Ethernet (10 Mbps), Fast
Ethernet (100 Mbps) o Giga Ethernet (1000 Mbps).
•
El tipo de conexión que necesita: RJ-45 para par trenzado o BNC para cable coaxial. El tipo de
conector NIC disponible dentro del PC: ISA o PCI. Lo más común es que necesitemos un
conector RJ-45 y formato PCI. Pero actualmente la mayoría de las placas base de un ordenador
llevan integrada la tarjeta de red.
Debe utilizarse una tarjeta de red de Ethernet (10BaseT) con un concentrador o conmutador Ethernet, y
debe utilizarse una tarjeta de Fast Ethernet (100BaseTX) con un concentrador o conmutador Fast Ethernet. Si se
conecta una PC a un dispositivo dual speed que admite ambos valores, 10 y 100 Mbps, se puede utilizar una NIC
de 10 Mbps o una NIC de 100 Mbps. Un puerto en un dispositivo dual speed ajusta su velocidad
automáticamente para que coincida con la velocidad más alta admitida por ambos extremos de la conexión. Por
ejemplo, si la NIC soporta solamente 10 Mbps, el puerto del concentrador dual speed que está conectado a dicha
NIC pasará a ser un puerto de 10 Mbps. Si la NIC soporta 100 Mbps, la velocidad del puerto del concentrador
será de 100 Mbps. De un modo semejante, si tenemos una NIC 10/100, podremos conectarla al concentrador
Ethernet de 10Mbps o al concentrador Fast Ethernet de 100 Mbps. La NIC 10/100 ajustará su velocidad para que
coincida con la velocidad más alta soportada por ambos extremos de la conexión.
Si se instala una red que utiliza cables de par trenzado, se necesita una NIC con un conector RJ-45.
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DIRECCIONAMIENTO
Los métodos y dispositivos qué se han visto hasta ahora para instalar o interconectar redes son solamente
una parte de los mecanismos que permiten conectar unos equipos con otros o unas redes con otras. Además de
ellos, son necesarios los programas o protocolos necesarios para realizar las distintas conversiones y
adaptaciones necesarias. Asimismo, también son necesarios mecanismos que permitan identificar a unas
estaciones de otras.
En una red con topología en malla, la forma en la qué se selecciona el destinatario de un cierto mensaje es
a través de la selección del enlace donde está conectado. Sin embargo, en otras redes de comunicaciones donde
pueden existir enlaces o rutas compartidas por varios equipos, la selección del destinatario de un mensaje no es
tan sencilla. En ese caso, puede ocurrir qué los mensajes atraviesen equipos intermedios, por lo qué debe existir
un mecanismo que permita establecer quién es realmente el destinatario.
La forma más sencilla de decidir qué equipo es destinatario de una cierta información es a través del
direccionamiento. Este método consiste en asignar un identificador único a cada uno de los equipos de la red e
incluirlo en cada mensaje para que así se conozca cuál de ellos es el destino.
El direccionamiento también se puede utilizar para conocer donde se encuentra un equipo y así calcular
cuál es el mejor camino para llegar hasta él. Por ejemplo, las direcciones de correo postal contienen información
qué indica cómo llegar a un cierto destinatario.
Direccionamiento a nivel de enlace de datos
Las redes de área extensa utilizan enlaces punto a punto para comunicar todos sus nodos, formando
topologías qué normalmente son irregulares. Estos enlaces están dedicados a comunicar solamente dos equipos
(uno en cada extremo). Sin embargo, la mayoría de las redes locales utilizan, por simplicidad y reducción de
costes, un medio compartido por el que transmitir. Esta diferencia hace que los protocolos de bajo nivel en LAN
y WAN sean bastante diferentes en cuanto a sus características.
Cuando un ordenador envía un mensaje a través de una red de difusión, éste permanece en el medio
compartido en espera de ser recogida por el destinatario. Puesto que todas las estaciones están conectadas al
mismo medio, todas pueden "ver" ese mensaje enviado (por lo menos a nivel físico). Sin embargo, solamente el
nivel de enlace de la destinataria podrá tomarlo para sí. Por lo tanto, es necesario algún mecanismo que
identifique unas estaciones de otras.
Las direcciones a nivel de enlace, que normalmente se consideran direcciones de la subcapa MAC,
están formadas por números binarios que identifican a las estaciones del resto (por lo que deben ser
únicas). Dependiendo del protocolo utilizado, estas direcciones pueden tener un mayor o menor número de
dígitos: por ejemplo, en el estándar de Ethernet y Token Ring, las direcciones MAC (Media Access Control
address o dirección de control de acceso al medio) son números binarios de 48 dígitos (6 bytes) que se
suelen expresar como grupos de 8 bits representados en hexadecimal y separados por puntos. Por ejemplo,
una dirección MAC podría ser la siguiente:
Las direcciones MAC suelen ir grabadas de fábrica en el propio adaptador de red, de forma que no
pueden ser modificadas. Para impedir que en una red puedan existir dos estaciones con las mismas direcciones
MAC, los fabricantes suelen convenir en los números que asignan a sus dispositivos. En el caso de las
direcciones Ethernet y Token Ring, la primera mitad (los 24 primeros bits) identifica al fabricante, mientras que
los dígitos restantes identifican de forma única cada adaptador, en una asignación realizada por el propio
fabricante. Existen otros tipos de direcciones, como las empleadas en redes ARCNet, que pueden ser
establecidas por el usuario.
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Direccionamiento a nivel de red
Como se explicó anteriormente, otra de las funciones del direccionamiento consiste en facilitar la
localización de un destinatario en la red, lo que permite buscar el mejor camino. Este mecanismo o
direccionamiento a nivel de red suele coexistir en la arquitectura con el direccionamiento a nivel de enlace, que
se utiliza para distinguir entre estaciones conectadas al mismo medio. Podría darse la situación de que sólo fuera
necesario uno de estos dos direccionamientos a niveles diferentes, pero en la realidad suele ser muy común la
interconexión de redes LAN y WAN.
Un protocolo a nivel de red puede compararse con el sistema postal. Para que el cartero pueda entregar la
correspondencia (paquetes) al destinatario correcto (nodo receptor), es necesario que éste distinga cada uno de
los posibles receptores y conozca dónde viven (el enlace o enlaces a los que está conectado en la red). Podría
distinguirse a unos usuarios de otros mediante su DNI, por ejemplo, pero éste método complicaría mucho el
reparto del correo; en vez de eso, se utiliza un direccionamiento que permite al cartero conocer a través de éste la
localización exacta del destinatario y, con ello, la ruta a seguir para alcanzarlo. Así, un usuario se identifica con
los siguientes datos:
País, Provincia, Localidad, Calle, Número, Piso, Puerta, Nombre
Pongamos por ejemplo el direccionamiento en Internet. Se trata de una red que no posee una estructura
bien definida, aunque en general se puede identificar una jerarquía de interconexión: existen varias redes
troncales principales (de un gran ancho de banda) conectadas mediante nodos encaminadores o enrutadores
rápidos y redes regionales (de menor capacidad) donde están conectadas las LAN y los proveedores de acceso.
Por esta razón, muchas personas se refieren a Internet como "la red de redes". En la figura 1 se muestra esta
organización jerárquica.
Figura 1. Estructura de la red Internet. En realidad está formada por multitud de redes diferentes interconectadas mediante redes
troncales de gran capacidad. Las redes regionales pueden pertenecer a organismos gubernamentales, universidades o proveedores
de acceso.
Para que esta estructura funcione correctamente, se diseñaron en los años ochenta varios protocolos a
nivel de red que permitieran que los paquetes fueran enviados correctamente a través de gran cantidad de redes
heterogéneas. El más importante es IP (Internet Protocol o Protocolo de Interred), que establece el
direccionamiento a este nivel y define el formato de los paquetes que se transmiten. El protocolo IP es no
orientado a la conexión y no fiable, de forma que el establecimiento de conexiones y el control de errores lo debe
llevar a cabo algún protocolo de transporte a niveles superiores.
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Las direcciones IP que identifican los dispositivos y estaciones de la red tienen un tamaño fijo de 32
bits (en la versión 4 del protocolo). Estas direcciones se pueden especificar directamente en binario, aunque
resulta más cómodo utilizar la notación decimal con puntos. Un ejemplo de dirección IP es:
193.76.11.32
INSTALACIÓN Y CONFIGURACIÓN DE UNA TARJETA O ADAPTADOR
DE RED
Instalación de una tarjeta o adaptador de red
Para poder crear una red se debe tener en cada PC una tarjeta de interfaz de red (NIC, o «Network
Interface Card»). Una tarjeta de red (conocida también como una tarjeta adaptadora) es un circuito integrado que
se instala en el PC para que pueda establecer conexión con la red.
Para instalar la tarjeta de red, se deberá tener lo siguiente:
•
El manual que se adjunta con el PC.
•
La NIC y los controladores de la tarjeta de red.
•
Un destornillador adecuado para quitar la cubierta del ordenador y asegurar la NIC en su lugar.
•
Si es necesario, el CD-ROM o disquetes con los drivers de Sistema Operativo: Windows 98,
Windows XP, etcétera.
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Retirar la cubierta del PC e insertar la NIC en el PC:
Hay que hacer las conexiones necesarias consultando el manual de la NIC. Se debe evitar el contacto con
los componentes del PC y la NIC ya que se pueden dañar con facilidad. Si hay más de una ranura del tipo
necesario, se puede insertar la NIC en cualquiera de ellas.
Es fundamental que la NIC esté completamente insertada en la ranura adecuada. Puede ser necesario
apretar un poco la tarjeta cuando se instala en la ranura.
Se debe volver a poner la cubierta del PC y volver a conectar el cable de red y los demás que se hayan
tenido que desconectar al quitar la cubierta. Encender el PC y reiniciar el sistema operativo.
Para instalar la NIC en el PC:
•
Asegurarse de que se conoce el nombre exacto de la NIC.
•
Puede ser que encuentre varios nombres de controlador o drivers similares al configurar la NIC,
por lo que es fundamental seleccionar el adecuado.
•
Apagar el PC. Se debe consultar la información de seguridad y las instrucciones para quitar la
cubierta del PC.
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Parámetros básicos de una configuración de red
•
Dirección IP: Es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un
dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP
(Internet Protocol).
•
Máscara de subred: Es un código numérico que forma parte de la dirección IP (Dirección de
una computadora usada en Internet) de los computadores, tiene el mismo formato que la
dirección IP, pero afecta sólo a un segmento particular de la red. Se utiliza para dividir grandes
redes en redes menores, facilitando la administración y reduciendo el tráfico inútil, de tal manera
que será la misma para ordenadores de una misma subred.
•
Puerta de enlace predeterminada o “gateway”: Es la dirección IP de un dispositivo (un router
o una computadora) que sirve como enlace entre dos redes informáticas, es decir, es el
dispositivo que conecta y dirige el tráfico de datos entre dos redes.
•
Servidor DNS preferido (primario): Es la dirección IP del servidor principal de DNS (Servidor
de Nombres de Dominio) que asigna nombres de dominio a direcciones IP.
•
Servidor DNS alternativo (secundario): Es la dirección IP del servidor alternativo de DNS
(Servidor de Nombres de Dominio) que asigna nombres de dominio a direcciones IP. Este será el
servidor DNS secundario, en el caso de que el primario no esté accesible o no pueda resolver los
nombres de dominio.
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Configuración del protocolo TCP/IP en una tarjeta de red en Windows XP
•
Entramos en el Panel de control y hacemos doble clic en Conexiones de red.
•
Aparecerán las conexiones disponibles, y pincharemos con el botón derecho en la que
queramos configurar. En el menú emergente seleccionamos la opción Propiedades. Obtenemos
la siguiente ventana:
•
Como se puede observar, tiene 3 pestañas en su parte superior: General, Autenticación y
Opciones Avanzadas; nosotros nos centraremos en la primera: General.
•
En el apartado Conectar usando aparecerá la tarjeta de red correspondiente a esta conexión.
Si pinchamos en el botón Configurar... iremos a una nueva ventana en la que podremos
configurar los aspectos relativos a nuestra tarjeta de red (por ejemplo el driver a
utilizar).
•
En la parte central vemos un apartado en el que se detallan los elementos que se usan
en esa conexión. Estos elementos son implementaciones de diversos protocolos y
utilidades que permitirán a nuestro PC comunicarse con otros equipos y compartir información
con ellos. Con los botones Instalar... y Desinstalar podremos añadir o eliminar elementos
respectivamente.
•
En nuestra red necesitaremos implementar al menos: “Cliente para redes Microsoft”, “Compartir
impresoras y archivos para redes Microsoft” y “Protocolo Internet TCP/IP”. Si no tuviéramos
alguno de ellos deberíamos pinchar en Instalar... y añadirlo.
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•
A continuación seleccionamos “Protocolo Internet (TCP/IP)” y pinchamos en Propiedades
para configurarlo como deseemos. Aparece una ventana similar a la siguiente:
•
Aquí tenemos dos posibilidades. Por un lado podemos configurar manualmente la
dirección IP de nuestro ordenador, así como la máscara de subred, la puerta de
enlace y las direcciones de los servidores DNS. Y por otro lado, si en nuestra red
existe un servidor DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) tenemos la opción de
obtener una dirección IP automáticamente de dicho servidor.
•
Una vez indicados estos parámetros, tendremos configurado TCP/IP en nuestro PC.
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Utilidades para redes TCP/IP
Las siguientes utilidades son comunes en los sistemas UNIX. Otros sistemas operativos Las incorporan
en alguna medida si llevan instalado TCP/IP.
Utilidad ping
Ping (Packet Internet Groper, Tanteo de paquetes Internet) es una utilidad que sirve para enviar mensajes
a una dirección de red concreta que se especifica como argumento con el fin de realizar un test a la red utilizando
el protocolo ICMP. EL nodo destinatario nos reenviará el paquete recibido para confirmarnos que se realiza el
transporte entre los dos nodos correctamente. Además, proporciona información añadida sobre la red (Figura
2.24).
Utilidad ARP
ARP (Address Resolution Protocol, Protocolo de resolución de direcciones), es una utilidad sirve para
asignar direcciones IP a direcciones físicas, es decir, para gestionar et protocolo ARP. En la parte superior de La
Figura 2.25 se interroga al sistema mediante ARP sobre cuáles son las direcciones IP que tiene resueltas: de las
que conoce su dirección física, y cuál fue el tipo de asignación.
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Utilidad ipconfig
Configura la dirección del host o bien proporciona información sobre la configuración actual. Por ejemplo, la ejecución del comando siguiente proporciona información sobre la tarjeta Ethernet 3Com EtherLink XL
10/100 PCI (Figura 2.26):
Como se puede apreciar en esta figura, se pueden distinguir dos secciones. La primera proporciona
información sobre la configuración IP el nodo: nombre (aet1), dominio al que pertenece, etc. En la segunda
sección se especifican los parámetros de configuración del adaptador de red: tipo de tarjeta (3Com EtherLink
XL), dirección física o MAC, dirección IP, etcétera.
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Utilidad netstat
Netstat (Network status) proporciona información sobre el estado de la red. El comando ejecutado en la
Figura 2.28 obtiene información estadísticas sobre los paquetes de red enviados y recibidos.
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Utilidad route
Sirve para determinar las rutas que deben seguir los paquetes de red. Profundizaremos en el concepto de
rutas más adelante. De momento, basta con que entendamos que una ruta indica el camino apropiado por el que
un paquete puede alcanzar su destino o, al menos, aproximarse a él.
Por ejemplo, si imprimimos las rutas disponibles para un nodo tendremos la siguiente salida (Figura
2.29):
En la figura podemos apreciar tres secciones. En la primera, se especifican los interfaces de red que posee
el nodo en el que se ejecuta route. En la segunda sección se describen las rutas activas en ese momento, núcleo
de la tabla de enrutamiento. En la tercera sección se describen, si existen, las rutas persistentes.
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Utilidad tracert
Se utiliza para controlar Los saltos de red que deben seguir Los paquetes hasta alcanzar su destino
(Figura 2.30). Además proporciona información sobre otros parámetros de internet. Cuando el número de saltos
es 1, esto quiere decir que La red es plana, es decir, se trata de una red de área local.
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