Fundamentos de redes: componentes, topologías y el modelo OSI

Fundamentos de Redes

Componentes de las Redes

Transistor: Dispositivo que amplifica la señal o abre o cierra un circuito.

Circuito integrado: Dispositivo fabricado con material semiconductor que contiene varios transistores y realiza una tarea específica.

Resistencia: Componente eléctrico que limita o regula el flujo de corriente en un circuito.

Condensador: Almacena energía en forma de un campo electrostático, dos placas separadas por material aislante.

Topologías de Red

Topología: Define la estructura física y lógica de la red.

BUS

Utiliza cable coaxial, delgado (185 metros), grueso (500 metros). Presenta atenuación (caída de señal). Todos los hosts pueden ver la información, pero solo accede la IP (capa 3) que tiene la MAC (capa 2). Soporta hasta 30 equipos. Usa una T con conector BNC. En cable delgado, si la resistencia es menor a 50 ohm, la red cae. Si en cable grueso es menor a 75 ohm, la red cae. 802.3 10Base2 (Ethernet, digital, 10 Mbps, 200 metros, delgado). 802.3 10Base5 (Ethernet, digital, 10 Mbps, 500 metros).

ESTRELLA

Usa un concentrador (hub), es centralizada, 100 metros. Todos los paquetes pasan por el concentrador. El hub tiene las MAC de cada boca. Si falla el hub, se cae la red. Mientras más equipos, más se satura el hub.

• Ventajas: Cableado independiente, costo bajo, fácil conexión, estable, tecnología conocida.
• Desventajas: Si falla el concentrador, cae la red. Mientras más hosts, más lenta.

ESTRELLA EXTENDIDA

Conecta estrellas individuales, aumenta la longitud y el tamaño de las redes.

100BaseTX: Usa UTP5 en half duplex (hub) y full duplex (switch).

Half duplex: Protocolo/método de envío de información bidireccional, pero no simultáneo.

Broadcast: Direcciones reservadas para uso público.

Orden cables T568B: (AQUÍ PONER LOS CABLES)

ANILLO

802.5. Se conecta cada equipo al siguiente y al anterior, con un anillo concéntrico al interior del concentrador. Usa Token Ring, cable par trenzado STP (150 ohm) blindado. El concentrador recibe la información y la hace girar por el anillo, llevándola a su destino. No hay colisiones con grandes cantidades de hosts porque es más rápido. Es caro el cable y el concentrador. Depende de MSAU. Difícil instalación y configuración. Si se corta el anillo, hay pérdida de paquetes.

DOBLE ANILLO

Tiene un anillo en un sentido y otro en otro. Se usa cuando hay gran cantidad de hosts con alto flujo de datos y variación eléctrica en el entorno.

Modelo OSI

Modelo de comunicaciones de red, busca acelerar el desarrollo de productos de red. Se usa para comprender cómo viaja la información en la red.

• Nivel 7 (Aplicación): Capa cercana al usuario, otorga servicios de red, acceso a aplicaciones.
• Nivel 6 (Presentación): Asegura que la información a enviar a la capa de aplicación sea interpretada. Responsable de compresión y cifrado (ASCII, JPEG).
• Nivel 5 (Sesión): Inicia, administra y cierra sesiones entre dos hosts. Sincroniza el diálogo entre las capas 6. Ejemplos: sesiones MSN, sistema operativo.
• Nivel 4 (Transporte): Segmenta los datos enviados y los reordena en un flujo de datos en el receptor. Protege las capas superiores de los detalles de transporte. Detecta y recupera errores en el transporte. Mantiene el control y la fiabilidad. Ejemplos: TCP, UDP.
• Nivel 3 (Red): Capa de selección de ruta entre dos hosts. Ejemplos: IP, selección de ruta, enrutamiento, direccionamiento de datagrama IP.
• Nivel 2 (Enlace de datos): Otorga tránsito a través de un enlace físico. Se preocupa de la topología y del medio de red, y de la detección de errores. Ejemplos: 802.3, 802.5, HDLC, Switch, MAC.
• Nivel 1 (Físico): Define las especificaciones eléctricas, mecánicas y los procedimientos para activar y desactivar el enlace físico del sistema. Características como voltaje, distancias máximas de transmisión, velocidad de datos físicos. Ejemplos: Ohm, metros.

7 -> 1: Encapsulación. 1 -> 7: Desencapsulación.

Modelo TCP/IP

Estándar creado para implementar redes que sobrevivan en cualquier condición. El diseño consta de 4 capas:

• Aplicación: Incluye detalles de presentación y sesión. Se le conoce como capa de proceso.
• Transporte: Se encarga de los temas de fiabilidad del flujo y retransmisión.
• Internet: Objetivo: enviar paquetes desde el origen a cualquier red y hacerlos llegar a destino. Gobernado por el protocolo IP.
• Acceso a la red: Se encarga de los temas que el paquete IP necesita para cruzar un enlace físico desde un dispositivo a otro. Incluye detalles de tecnologías LAN y WAN (en OSI equivale a capas 1 y 2).

Componentes LAN

NIC: Dispositivo de capa 2, con un código único llamado MAC (Media Access Control). Adapta el dispositivo host al medio de transmisión de la red. Tiene un transceptor. Otras, como 10Base5, no lo traen, teniendo que utilizar un AUI (Attachment Unit Interface).

Repetidores: Dispositivos que regeneran y envían señales antes de que se pierdan.

Hub: Centro de la red en estrella. Regenera y envía señales a todos los hosts de la red. Propaga señales, no filtra tráfico, no determina rutas. Se usa como punto de concentración de la red. Aumenta la fiabilidad de la red: si cae un host, la red se mantiene.

Bridge: Dispositivo diseñado para crear segmentos LAN, cada uno con un dominio de colisión separado. Creado para utilizar mejor el ancho de banda. Maneja la MAC, filtra tráfico. Más inteligente que un hub. Maneja una tabla de direcciones en memoria.

Switch: Toma decisiones basadas en la MAC. Concentra la conectividad para transmitir más eficientemente. Combina la conectividad de un hub con la regulación de tráfico de un bridge en cada puerto.

Router: Puede tomar decisiones basándose en direcciones IP (capa 3). Se han convertido en el backbone de internet, ejecutando el protocolo IP. Regula el tráfico, se basa en la tabla de enrutamiento.

FDDI: Interfaz de datos distribuida por fibra óptica. Estándar LAN definido en ANSI X3T9.5. Usa arquitectura de anillo doble para redundancia.

Repetidores: Regeneran y propagan señales entre dos segmentos de red.

Backbone: Actúa como la puerta primaria para el tráfico que tiene como destino otras redes.

Medios de Red Guiados

Coaxial: Conductor cilíndrico exterior rodea a un conductor interno, y entre ambos, un aislante. El hilo de cobre único al centro permite cubrir largas distancias (más que con cable UTP o STP). Thicknet es grueso y muy rígido. Thinnet es delgado.

Par trenzado STP: Hilos conductores agrupados en pares, envueltos en papel metálico (4 pares). Reduce el ruido interno y externo. Costoso y difícil de instalar. Se usa en Token Ring.

UTP: Cable formado por 4 pares forrados en plástico aislante. Su diámetro es favorable y tiene bajo costo. Es propenso al ruido e interferencias eléctricas. Es considerado el medio basado en cobre más rápido para transmitir datos.

Fibra óptica: Transmite luz modulada. Es más caro. Los bits se convierten en pulsos de luz. Fibras revestidas de fundas con kevlar y cubierta exterior para proteger el cable. El kevlar facilita la protección a los capilares de fibra de vidrio. Cuando se entierran, se incluye un cable de acero para darle rigidez.

• Monomodo/Unimodo: Un haz de luz (análoga-axial) cubre sobre 10 km sin repetidores. La fuente generadora es un láser. Logra 10 Gbps. Se usa en WAN.
• Multimodo (digital): Fuente emisora LED (menos potente que el láser). Se diferencian en la fuente emisora y cómo la señal se mueve dentro. Se usa en LAN.

Wi-Fi: Ondas electromagnéticas que viajan por el vacío del espacio exterior.