Otros dispositivos de interconexión de redes

4.3 OTROS DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES

Los dispositivos de interconexión de redes vistos hasta ahora resultan imprescindibles para realizar el montaje de una red local, para interconectar una red con otra o para que una red local pueda conectarse con una red de área extensa.

4.3.1 CONMUTADORES

Es otro dispositivo que permite la interconexión de redes a nivel de enlace de datos. A diferencia de los puentes, los conmutadores sólo permiten conectar LAN que utiliza los mismos protocolos y su principal función consiste en segmentar una red para aumentar su rendimiento.

Al contrario que un concentrador de cableado, un conmutador envía los mensajes que le llegan solamente por el puerto de salida donde se encuentra el destinatario. Ell conmutador comprueba el campo donde se especifica el destino dentro dle mensaje y lo redirigue al puerto correspondiente. Cuando un conmutador conecta dos o más LAN, sólo pasan po rél las tramas que van destinadas de una red a otra y que obligatoriamente deben pasar por este dispositivo.

Cuando se conecta un conmutador a una red, inicialmente no conoce qué equipos están ubicados en qué puertos. Cuando recibe los primeros mensajes debe enviarlos a través de todos los puertos. Las direcciones de origen de estos mensajes pueden ser inspeccionadas por el conmutador para gardar la ubicación de estos equipos emisores .

La apariencia externa de un conmutador no difiere mucho de un concentrador de cableado, y normalmente estos dispositivos también disponene de gran cantidad de puertos (4, 8, 16, 24, etc.). Al igual que ocurre con los puentes, los conmutadores se comportan como estaciones normales, siempre a nivel de enlace de datos. Por lo tanto, cada uno de los puertos dispone de una dirección que los identifica y a ellos se pueden conectar desde estaciones normales hasta cualquier dispositivo de interconexión de redes, como concentradores o puentes.

4.3.2 REDES TRONCALES

Una red troncal es una red utilizada para interconectar otras redes, un medio que permite la comunicación de varias LAN o segmentos.

Las redes troncales suelen ser de alta capacidad y como ha demostrado la experiencia, permite un mayor rendimiento de las conexiones LAN de una empresa. La opción de utilizar una única red de gran tamaño para interconectar todas las estaciones puede aumentar el coste y reducir la capacidad de transmisión.

Para interconectar varios segmentos de red a una red troncal, son necesarios dispositivos adicionales que permítan adaptar las diferentes señales, conectores, cableados, protocolos, etc, por lo que no se pueden utilizar dispositivos como repetidores o concentradores,sino que hay que utilizar puentes o encaminadores.

Pasarelas

4.2.3 PASARELAS

Antes de definir el concepto, hay que indicar que a veces se confunde con el término encaminador.

Sin embargo la definición genérica de pasarela (getaway o puerta de acceso) es el dispositivo que permite interconectar redes que utilizan arquitecturas completamente diferentes con el propósito de que intercambien información. Por lo tanto se trata de un elemento de gran complejidad que se suele diseñar utilizando un ordenador personal dedicado con varias tarjetas de red y programas de conversión y comunicación.

Existen dos tipos principales: las pasarelas a nivel de transporte y las pasarelas a nivel de aplicación. Cada una trabaja a un nivel diferente, su uso dependerá de los tipos de redes que interconecte y de las similitudes que existan a nivel de red o a nivel de transporte.

Las pasarelas son capaces de comunicar redes con diferentes arquitecturas. Dependiendo de esta característica, estos dispositivos deberán resolver diferentes problemas de comunicación como pueden ser:

• Tipo de conexión: una red puede utilizar un servicio orientado a la conexión y la otra sin conexión.

• Direccionamiento: puede ser necesaria la utilizaciónde una tabla de conversión de direcciones de estaciones.

• Tamaño del mensaje: una red puede tener un tamaño máximo de mensaje diferente a la otra. En ese caso habrá que limitar el tamaño máximo o fragmentar los mensajes.

• Control de errores: una red puede descartar con facilidad los mensajes ante problemas o mantenerlos en circulación durante demasiado tiempo.

El proceso de conversión entre diferentes protocolos de redes puede asemejarse a la situación de un europeo que viaja en su coche por las distintas carreteras de este continente.

Estructura de un encaminador

4.2.2.2 Estrucutra de un encaminador

Un encaminador es un sistema que dispone de algorítmos bastante complejos para calcular y establecer las mejores rutas, reenviar los mensajes, informar a los encaminadores vecinos sobre el estado de la red y permitir cambios en su configuración inicial.

• Memoria volátil: esta memoria se borra cuando se apaga el equipo y almacena las tablas de encaminamiento.

• Memoria no volátil: no se borra cuando se apaga el encaminador y almacena la configuración del dispositivo, se puede modificar.

• Memoria flash: tampoco se borra cuando se apaga el encaminador y contiene el código del sistema operativo. Esta memoria también se puede modificar.

• Memoria de sólo lectura: no se puede borrar ni modificar e incluye los programas de autodiagnóstico y arranque del encaminador de la mosma forma que la memoria BIOS funciona en ordenadores convencionales.

Puertos de un encaminador

4.2.2.1 Puertos de un encaminador

Un encaminador puede tener muchos puertos diferentes según sea el tipo de redes que conecta. Si el equipo no dispone de alguno de los puertos que necesitamos, es posible que tenga capacidad de ampliación de puertos adiciones. En ese caso, el encaminador dispondrá de una o varias ranuras de expansión, que se usan para añadir módulos con una gran variedad de puertos y funciones adicionales.

Los tipos de puertos que podemos encontrar en un encaminador son:

• Sarie: se utilizan para que el equipo se conecte a un módem y así tener acceso a una red de área extensa. La comunicación entre el encaminador y el módem se realiza de la misma forma que si se realizara entre un ordenador y un modem.

• RDSI BRI: son puertos utilizados para conectar con la red RDSI. La conexión al encaminador se puede realizar desde un dispositivo NT1 o NT2.

• DSL: son conexiones con redes del tipo xDSL, como ADSL, que utiliza puertos RJ-11 para las conexiones de la línea.

• Cable: son puertos que utilizan conectores F para comunicar con las redes de cable.

• Consola: se trata de una conexión utilizada para configurar el encaminador, que resulta imprescindible cuando éste se utiliza por primera vez, aunque no todos disponen de este tipo de puerto.
  
  
  
  
  
  
  
  
  

Interconexión de redes distintas

Interconexión de redes distintas

    Muchas organizaciones tiene diferentes LAN aisladas en sus departamentos que desean conectar. El problema fundamental radica en que esas LAN tiene distintas topologías y diversos métodos de acceso al cable, por lo que no es posible utilizar cableado, repetidores o concentradores para interconectarlas directamente.

    En otras sutiaciones puede ocurrir que una organización desee conectar su red local con una red de área extensa, con el fin de ofrecer servicios adicionales a sus clientes o permitir la comunicación entre distintas sucursales separadas miles de kilómetros. En estas condiciones, se debe disponer de mecanismos que permitan adaptar la comunicación a estas nuevas condiciones: cables de longitudes muy elevadas, señales que pueden atenuarse, etc.

    Son estas dos situaciones en las que se utilizan los dispositivos de interconexión de redes que sean capaces ed apartar la comunicación entre distintos tipos de redes: los puentes, los encaminadores y las pasarelas. En el mercado existe gran variedad de dispositivos de estas características, e incluso algunos de ellos pueden realizar distintas funciones a la vez. Algunos de ellos disponen incluso de puertos de expansión que permiten instalar módulos con funciones o conexiones adicionales.

Puentes

    El elemento genérico que permite interconectar redes de diferentes topologías y diferentes protocolos a nivel MAC y a nivel de enlace se llama puente. Este dispositivo realiza las adaptaciones necesarias de una LAN a otra, de forma que se pueden intercambiar información, salvando los obstáculos de incompatibilidad que las separan.

    Un puente es un elemento de interconexión entre redes que está formado por dos conectores diferentes, cada uno de ellos enganchado a la red correspondiente, si el puente comunica una LAN Ethernet 100BASE-T con una LAN hembra. Los puentes se comportan en la red como si fueran estaciones corrientes y se conectan a ellas de la misma forma. Si el puente tiene que intectar una trama en una LAN que utiliza el paso de testigo, deberá esperar su turno para capturar el testigo y transmitir, sin ningún privilegio, sobre el resto de estaciones.

 

 

    Al contrario que un concentrador, un puente se comporta como un filtro en la red, ya que sólo pasan por él las tramas que van desde una estación de una red a otra estación de la otra red. En cierto modo, el puente “retiene” dentro de cada subred a las tramas que no van destinadas al otro lado. Esto es debido a que el puente conoce cuáles son los equipos que están conectados a ambos lados de él. En el caso de que el puente no conozca al destinatario del mensaje, entonces lo enviará a través de todos sus puertos menos por donde el llegó, siguiendo el mismo funcionamiento que un concentraodr, lo que se conoce como inundación.

    La estructura interna de un puente está formada por dos partes principales. En cada una de ellas, se encuentran los protocolos de nivel físico y nivel de enlace de las LAN que interconecta.

 

    Un puente posee normalmente dos puertos para conectar dos redes distintas. Sin embargo, es posible encontrar en el mercado dispositivos que disponen de más de dos puertos. Esto facilita la interconexión de redes en determinadas situaciones reales, como por ejemplo cuando hay que conectar más de dos redes distintas. Así mismo, también es posible encontrar en el mercado concentradores de cableado que disponen de puertos para conectar otros tipos deredes, por lo que también se comportan como puentes.

    Un puente se puede utilizar, además de para interconectar dos LAN diferentes, para permitir un mayor rendimiento de ellas. Supongamos que disponemos de 1000 estaciones para montar una red; en esas condiciones, montar dos redes de 500 estaciones y conectarlas mediante un puente permite crear dos medios compartidos diferentes, con la mitad de estaciones cada uno. Esta opción ofrece una menor congestión y tráfico que si se montara una sola red usando concentradores exclusivamente.

    Los puentes pueden construirse de dos formas: por hardware o por software. Un puente hardware es un dispositivo especifico para interconectar LAN, un puente software es un ordenador que se comporta como tal. En el se deben instalar dos tarjetas de red ( una conectada a cada LAN) además de un programa informático que le confiere el comportamiento de puente.

    Existen varios tipos de puentes, dependiendo de las redes que interconecten:

• Puentes de 802.x a 802.y: este tipo de puentes permiten conectar redes de tipo IEEE 802, por lo que tenemos muchas combinaciones diferentes. Cada una de estas combinaciones tiene sus propios problemas ya que los formatos y longitudes de trama son diferentes, las velocidades de transmisión de las redes son bastantes dispares o tienen métodos de acceso al medio distintos.

• Puentes transparentes: consiste básicamente en un puente que permita la transparencia completa, que, para instalarlo no sea necesario ninguna modificación en las rédes locales donde se va a instalar.

• Puentes remotos: son puentes que permiten interconectar dos o más LAN que se encuentran separadas a una gran distancia. Su conexión se realiza de forma que se coloca un puente en cada LAN y se conectan en pares mediante lineas punto a punto.

Encaminadores

    Se utilizan para interconectar redes que operan con una capa de red diferente. Dado que el encaminador funciona en el nivel de red, los ptrocolos de comunicación de ambos lados del encaminador deben ser iguales y compatibles con los niveles superiores al de la red.

    Al recibir un paquete, debe extraer de éste la dirección del destinatario y decidir cuál es la mejor ruta, a partir del algoritmo y tabla de encaminamiento que utilice.

 

   El encaminador se utiliza en las siguientes condiciones:

• Proporciona seguridad a través de sofisticados filtros de paquetes. El encaminador dispone de rutinas que permiten configurar las conexiones de los usuarios de una LAN con el exterior, indicando si pueden pasar paquetes desde el exterior, las estaciones remotas con las que no está permitido comunicarse.

• Integra diferentes tecnologías de enlace de datos, tales como Ethernet, Token Ring, FDDI y ATM.

• Permite la existencia de diferentes rutas alternativas contra congestiones y fallos en las comunicaciones, por lo que es posible conectar más encaminadores para crear nuevos encaminadores

4.1.5 Puntos de acceso inalámbrico

4.1.5 Puntos de acceso inalámbrico

Las redes inalámbricas están comenzando a implantarse hoy en día ya que se ha producido una baja en los costes y un aumento en el rendimiento.

Los nuevos estándares IEEE 802.11a e IEE802.11g permiten velocidades de transmisión elevadas, a la vez que están más protegidos de interferencias.

En una red inalámbrica existen dos tipos de dispositivos:

• Tarjetas de red inalámbricas: son los dispositivos que comunican las estaciones con la red. Normalmente se trata de tarjetas ISA, PCI, PCMCIA o USB con una antena instalada.

• Puntos de acceso: son dispositivos que realizan la misma función que un concentrador de cableado, es decir, centralizar las conexiones de la red. Sin embargo estos dispositivos funcionan sobre una red sin cables, aunque todas las conexiones de los equipos que tiene en su radio de alcance van a parar a ellos.

4.1.4 Concentradores de cableado

4.1.4 Concentradores de cableado

Una red local en bus utiliza solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, sin embargo, este método complica el mantenimiento de la red, ya que si falla algún enlace, toda la red deja de funcionar y el técnico deberá comprobar uno por uno todos los cables y todas las conexiones porque no se sabe de antemano cuál falló. Pisar un cable de red o tropezar con él puede poner “patas arriba” el departamento o la empresa entera.

Para impedir estos problemas, determinadas redes locales utilizan concentradores de cableado, también llamados repetidores multipuerto, para realizar las conexiones de las estaciones.

Existen dos tipos de concentradores de cableado:

• Concentradores pasivos: actúan como un simple concentrador, cuya función principal consiste en interconectar toda la red.

• Concentradores activos: además de su función básica de concentrador, también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas.

Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la red.

 A la topología formada por la distribución del cableado de la red se le llama topología física.

Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes, a esta característica se le llama topología lógica, tenemos tres tipos principales.

• Concentradores con topología lógica en bus (HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus, enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.
  
  
  
  
  
  
  
   
  
  
• Concentradores con topología lógica en anillo (MAU): éstos, por su parte, se comportan como si la red fuera un anillo, enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.
  
  
  
   
  
  
• Concentradores VPN: se utilizan para crear redes privadas virtuales que permitan la comunicación de equipos cliente conectados a Internet.

     La conexión de un HUB con otro HUB se realiza a través de unos nelaces especiales denominados cruzados.

     Normalmente conecta ese puerto manteniendo activado un botón, denominado crossover , con otro puerto normal del otro HUB. En algunos casos, el puerto de cruce del HUB no dispone de ese botón y siempre está activo, suele marcarse con el nombre uplink.

     Al contrario que las conexiones enter HUB, los enlaces que conectan las MAU son siempre paralelos, sin embargo, los puertos de entrada y salida del anillo en estos dispositivos no se pueden utilizar para conectar estaciones.

4.1.3 Repetidores y amplificadores

4.1.3 Repetidores y amplificadores

Cuando las distancias enter estaciones son muy elevadas y los efectos de la atenuación resulta intolerables, es necesario utilizar dispositivos que restauren la señal a su estado original y permitan que el receptor la recoja en condiciones, estos dispositivos son los repetidores y los amplificadores.

Los repetidores se utilizan en transmisión digital, mientras que los amplificadores, en transmisión analógica.

Tanto unos como otros están formados por una conexión de entrada que recibe la señal como una conexión por donde sale la señal reconstruida.

Los repetidores y amplifcadores también están limitados en varios aspectos. En primer lugar, los tramos de cable que los separan tienen siempre una longitud máxima, ya que si la señal les llega demasiado atenuada, no podran reocnstruirla correctamente.

En segundo lugar, una señal no puede atravesar un número infinito de amplificadores, ya que se trata de dispositivos imperfectos que le dan a la señal pequeños componentes de ruida, estos componentes se multiplican conforme la señal los va atravesando, hasta que ésta se deforma completamente, esta caractéristica afecta en menor grado a las señales digitales y a los repetidores.

Tema 4

Tema 4: Interconexión de equipos en redes locales

Un cable de comunicación solamente tiene dos extremos, por lo que se puede utilizar para conectar solamente dos equipos. Para poder comunicar varios equipos entre sí pueden utilizar varios de estos enlaces, lo que hará que existan varios equipos de la red con múltiples enlaces (dependiendo de la topología que se utilice).

     - 4.1 Elementos básicos de interconexión

La conexión física de un equipo con otro o con una red de ordenadores requiere de los siguientes dispositivos: un adaptador, cableado y otros elementos de interconexión.

La conexión de un ordenador a la red se debe realizar a través de unos dispositivso especificos llamados adaptadores que convierten la señal digital del ordenador en otra adecuada para ser transmitida por la red. Se pueden conectar en los distintos puertos del equipo:

• Puerto serie: se utiliza para conectar módem externos otros dispositivos periféricos (ratones, impresoras, etc...).

• Puerto paralelo: no se utiliza para interconexión de redes; está reservado para la impresora.

• Puerto USB: adecuado para gran variedad de dispositivos, tanto para uso en redes como otros periféricos.

• Puerto FireWire: todavía está poco extendido.

• Ranuras de expansión: es el método más utilizado; se emplean conexiones de tipo ISA (transmite 16 bits en paralelo) y PCI (32 bits).

De los puertos de comunicación utilizados en un sistema informático, los más importantes son el puerto serie, el puerto paralelo, el puerto USB y el puerto FireWire.

 También es posible utilizar un cable cruzado USB para intercambiar información entre dos equipos, pero en este caso es necesario adquirir este cable ya que incluye componentes electrónicos

adicionales para controlar la comunicación.

Finalmente, el puerto FireWare ha sido definido por Apple Computer con el propósito de ofrecer un estandar de transmisión serie que permita una mayor velocidad de comunicación que USB.

     - 4.1.1 MÓDEM

Es el dispositivo que permite a un ordenador enviar y recibir información a través de la red telefónica conmutada, que transmite señal analógica.

Un módem puede ser interno como externo.

Existen gran cantidad de estándares, debido a los avances que han permitido el aumento en la velocidad de transmisión, tenemos dos tipos: los que se refieren a la comunicación ente el ordenador y el módem, denominada interfaz módem-terminal y los que especifican el tipo de comunicación entre dos módem a través de la red telefónica u otro tipo de red de área extensa.

El término módem se ha ampliado actualmente de forma que ahora muchas personas consideran que este dispositivo se utiliza para conectar su equipo a una red de área extensa. En estas condiciones, el módem no funciona como modulador/demodulador de señal, ya que los métodos de transmisión son difitales extremo a extremo. Algunos ejemplos de estos adaptadores:

- Módem RDSI: interconecta el ordenador a la red digital RDSI.

- Módem xDSL: se utiliza para conectar con una línea xDSL.

- Módem cable: se usa para conectar el equipo a las redes de cable coaxial que en un principio se diseñaron para la transmisión de televisión por cable.

Las comunicaciones a través de módem se realizan utilizando el protocolo PPP. A este protocolo se le llama así porque está diseñado para controlar la comunicación entre dos sistemas que están conectados en los dos extremos de un cable. Estos dos sistemas son, por un lado, el módem del usuario y, por otro, la centralita de comunicación de la empresa que provee la línea de comunicación.

     - 4.1.2 TARJETAS DE RED:

Otro dispositivo muy importante en la instalación de una LAN es la tarjeta de red, también llamada NIC. Básicamente realiza la función de intermediario entre el ordenador y la red de comunicación.

Los pasos que sigue una tarjeta de red para transmitir la información por el medio son los siguientes:

1. Determinar la velocidad de transmisión, la longitud del bloque de información, el tamaño de la memoria intermedia, etc.

2. Convertie el flujo de bits en paralelo a una secuencia en serie que la transmisión por el bus ente el ordenador y la tarjeta es en paralelo.

3. Codificar la secuencia de bits en serie formando una señal eléctrica adecuada.

La tarjeta de red conectada al equipo ofrece por la cara que queda visible al exterior la conexión a la red, además de otros indicadores de estado.

- Procesador principal: realiza las operaciones de comunicación, en base a los protoclos establecidos.

- Conexión con el bus: es la vía de comunicación ente la tarjeta de red y el bus de sistema del ordenador.

- Zócalo ROM BIOS: se utiliza para insertar una memoria ROM.

- Transceptor: es el dispositivo encargado de dar acceso al medio de transmisión de la red cuando el ordenador desea enviar o recibir datos.

- Conector Wake on LAN: comunica mediante un cable la tarjeta con la placa base del ordenador y permite el arranque de esa estación enviando órdenes desde otra estación diferente.

- Indicadores de estado: permiten comprobar el estado actual de la comunicación. Aunque diferentes fabricantes usan nombres distintos, podemos nombrarlos como LNK, que se enciende si hay conexión con la red.

Uno de los protocolos de intercambio de datos más utilizado en los equipos que disponen de dispositivos Bluetooh es OBEX.

Bluetooth PAN, también conocido como WPAN/Bluetooht, pertenece al estándar IEEE 802.15.

Una red Bluetooht WPANB está formada, como mínimo por una red piconet, que está compuesta por un equipo maestro encargado de controlar las comunicaciones y hasta siete equipos esclavo.

Cada red piconet se puede enlazar con otras para formar una red scatternet y así ampliar el número de equipos conectados y la extensión de la red. En estas redes, el equipo maestro, también conocido como NAP, se encarga de realizar labores de proxy, encaminador o puente entre las redes que conecta.