Construcción de una Red de Area Local de Cero

Construcción de una red de área local partiendo desde cero (0)

Ing. Wayner Barrios B.Especialista en redes de computadoras, Universidad del Norte

Octubre 16, 2005

Contenido

Introducción y evolución de los Sistemas de comunicación y los computadores

Aspectos físicos de las transmisiones Arquitecturas de las comunicaciones Informática básica Redes de computadores Interconexión de redes Aplicaciones sobre la red Seguridad informática Tendencias futuras

Introducción y evolución de los Sistemas de comunicación y computadores

Introducción y evolución de los Sistemas de comunicación y computadores

OBJETIVOS Presentar los distintos sistemas de comunicación Enseñar la evolución histórica de los sistemas de

transmisión de datos y de voz Distinguir la transmisión de las señales de la

comunicación de datos Introducir algunos conceptos , elementos y tipos de

redes de comunicaciones

Proceso telemático

TRANSMISIÓN

Es el proceso telemático por el que se transporta señales de un lugar a otro. Las señales son entidades de naturaleza diversa y se manifiestan como magnitudes físicas

COMUNICACIÓN

Es el proceso telemático por el que se transporta información, sabiendo que esta información viaja sobre señales que se transmiten.

Es el transporte de datos con sentido desde un EMISOR a un RECEPTOR.

Líneas de comunicaciones

PUNTO A PUNTO

MULTIPUNTO O DE DIFUSIÓN

N1

N2

N3

N4

N5

N6

N1 N2 N3

N4 N5 N6

Red troncal común

NODOS

Circuito de datos

Controlador de comunicaciones

ETD

Controlador de comunicaciones

ETD

EMISOR

ECD ECD

RECEPTOR

Líneas de comunicación

ETD: Equipos terminales de datosECD: Equipos terminales de comunicación de datos

Tipos de transmisión

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA INFORMACIÓN Transmisión asíncrona Transmisión síncrona

CLASIFICACIÓN SEGÚN EL MEDIO DE TRANSMISIÓN Transmisión en serie Transmisión en paralelo

CLASIFICACIÓN SEGÚN LA SEÑAL TRANSMITIDA Transmisión analógico y digital Transmisión en banda base y en banda ancha

Explotación de los circuitos de datos

EMISOR RECEPTORUnidireccional

EMISOR RECEPTORBidireccional

EMISOR RECEPTORBidireccionalsimultáneo

SIMPLEX

SEMIDUPLEX

DUPLEX

No simultáneo

Redes de comunicación

La red de telegrafía La red telefónica Redes de área local (LAN) Redes de área extendida (WAN) Redes metropolitanas (MAN) Redes virtuales (VPN)

Ejemplos de redes

Ejemplos dered

Comunicaciones

Biológico Social

TransporteServiciospúblicos

Neurológicas Ecosistemas FamiliaAmigos

Ciudades

Viales

Tráfico aéreo

LAN / MAN/ WAN

Wi-Fi

Telefonía Inalámbrica

TV / RadioServiciopostal

Internet

TelefoníaAlámbrica

Agua

Eléctrica

GasNatural

Aspectos físicos de las transmisiones

Aspectos físicos de las transmisiones

OBJETIVOS Distinguir los diferentes tipos de medios de

transmisión Describir las limitaciones que presentan algunos

medios de transmisión Aprender a identificar las especificaciones técnicas y

de procedimientos que recogen los manuales técnicos de los equipos cuando se conecta a los diferentes medios de transmisión

Ancho de Banda

El especto de una señal y su ancho de banda

Amplitud

Frecuencia

Espectro del mensaje

f mínima f máxima

Atenuación

Señal original

Amplitud

Tiempo

Tiempo

Señal atenuada

Interferencia

Señal original

Amplitud

Tiempo

Tiempo

Señal resultante = original + interferencia

Señal de la interferencia

Ruido

Señal originalAmplitud

Tiempo

Tiempo

Señal con ruido

Modulación

Mensaje inicialAmplitud

Frecuencia(Hz)

Frecuencia(Hz)

100 200

400 500300

Señal modulada

Efecto de la modulación en amplitud sobre el espectro del mensaje

El espectro electromagnético

Longitud de Onda (m)

Nombre de la señal Medios de transmisión Aplicaciones Frecuencia (Hz)

Ultravioleta Fibra ópticasRayos láser

Experimental 1015

10-6 Visible

Infrarrojo Fibras ópticas 1014

Ondas milimétricas Guía de ondas ExperimentalNavegación

100 GHz

10-2 SHF (Frecuencias Super Altas) Guías de ondasRadio en microondas

IntersatéliteRepetidor de microondas

1 GHz

0,1UHF (Frecuencias Ultra Altas) Coaxial

Radio onda cortaTierra a satéliteRadarTV UHF

1VHF (Frecuencias Muy Altas) Coaxial

Radio onda cortaFM y TVVHFRadio móvil

100 MHz

10HF (Frecuencias Altas) Coaxial

Radio onda cortaRadioaficionadosBanda civil

10 MHz

100MF (Frecuencias Medias) Coaxial

Radio onda largaRadio AMAeronáutica

1 MHz

1.000LF (Frecuencias Bajas) Cables de pares

Radio onda largaCable submarinoNavegación

100 KHz

10 KmVLF (Frecuencias Muy Bajas) Cables de pares

Radio onda largaRadio transoceánicaTeléfono

10 KHz

100 Km Audio Cables de pares Teléfono y telegráfo 1 KHz

Multiplexación

FDM (Multiplexación por división de frecuencias)1

60 70

1

70 80

1

80 90

1

60 70

1

70 80

1

80 90

1

80 907060

Frecuencia(Hz)

Canal multiplexado

Multiplexación

TDM (Multiplexación por división de tiempo)

0 1 2 3 4 5

ContadorTime Slots

Intercambiador de Time Slots

n- Líneas Entrantes n- Líneas Salientes

3 10 5 2 4

Buffers RAM

5 3

4 5

3 0

2 4

1 2

0 1

Multiplexación

WDM (Multiplexación por división de Onda)

PO

TE

NC

IA

λ

PO

TE

NC

IA

λEspectro Fibra 1 Espectro Fibra 2

PO

TE

NC

IA

λEspectro Fibra Compartida

Fibra 1

Fibra 2Fibra 4

Fibra 3

Fibra compartida

Prima o rejillade difracción

Medios de transmisión

Sistemas para cableado de conducción eléctricaCable coaxial

Cubierta plástica Conductor exterioro malla

Dieléctrico exterior

Conductor interno

Velocidad y rendimiento: 10 – 100 Mbps $ promedio por nodo: Económico Tamaño de los medios y conector: Medio Longitud máxima del cable: Modalidad gruesa (500m) – Modalidad delgado (185m)


Sistemas para cableado de conducción eléctricaCable UTP (Unshielded Twisted Pair)

Cable STP (Shielded Twisted Pair)

Conductor

Dieléctrico

Cubierta plástica


La fibra óptica

Chaqueta

Cladding(Diámetro_2)

Core(Diámetro_1)

Tamaño= Diámetro_1 / Diámetro_2

Rayo de luz


Conversión de medioTransceiver: Transmitter / Receiver

Fibra Óptica Hilo de cobre

Características Auto-negociación Auto-cross Link pass through Simplex – Dúplex en todos los puertos Restauración automática del enlace


Línea de vista

Antenas de radioAntenas satelitales

Antenas infrarrojoSatélites geoestacionarios

Sistemas inalámbricos


Diagrama de los medios de transmisión

FRECUENCIA

BAJA

BAJA

ALTA

ALTA

PERDIDA

FIBRA OPTICA

COAXIALSTPUTP

Unidades de medición

1 Byte = 8 bits 1 KBytes = 1024 Bytes1 MByte = 1024 KBytes

1 Kbps = 1000 bps

1 Mbps = 1000 Kbps 1 Gbps = 1000 Mbps

1 T1 = 1,544 Mbps 1 E1 = 2,048 Mbps

1 DC3 = 45 Mbps

1 STM-1 = 1 OC-3 = 155 Mbps

Limites de los medios de transmisión

0,1 1 10 100

1

0,1

10

100

1000

10000

Distancia [Km]

Cap

aci

dad

de

tran

sm

isió

n [

Mb

ps]

Par de cobre

WLL – LMDS1

Coaxial

Fibra Óptica

Fuente: RCT – Revista Colombiana de Telecomunicaciones Vol. 12 Ed. No. 37 Julio 2005

__________1 WLL: Wireless Local Loop; LMDS: Local Multipoint Distribution Services

Normas y asociaciones de estándares

PORQUÉESTÁNDARES?

ANSIANSI

ISOISO

CCITTCCITTIEEE

IEEE

ECMAECMA

Algunos estándares de medios de transmisión

10BASE5– Cable coaxial 50Ω RG-11

10BASE2– Cable coaxial 50Ω RG-58

10BASET ➨ 100BASET ➨ 1000BASET …– Cable UTP– Categorías 3, 4, 5, 6 y 7

10BASEF ➨ 100BASEF ➨ 1000BASEF …– Fibra óptica

Arquitectura de las comunicaciones

Arquitectura de las comunicaciones

OBJETIVOS Comprender la estructura jerárquica de los

protocolos utilizados en las redes Distinguir los diferentes niveles, funciones y

servicios de la arquitectura de una red Conocer la estructura OSI, como modelo de

referencia para otras redes Saber aplicar los conocimientos de los distintos

niveles OSI al estudio de las redes de área local

Protocolo de comunicaciones

Es un conjunto de reglas perfectamente organizadas y convenidas de mutuo acuerdo entre los participantes en una comunicación y su misión es regular algún aspecto de la misma.

Es normal que los protocolos se ofrezcan como normativas o recomendaciones de las asociaciones de estándares.

Modelo de arquitectura por capas

Arquitectura Filósofo – Traductor - Cartero

Protocolo de traductores

Protocolo de mensajeros

MEDIO DE TRANSMISIÓN

Protocolo de filósofos

Análisis de la arquitectura por capas

¿Qué fluye?

¿Cuáles son las distintas formas del flujo?

¿Qué reglas rigen para el flujo?

¿Dónde se produce el flujo?

Protocolos entre computadores

ORIGEN DESTINO

Z

Y

X

Z

Y

X

X, Y y Z: corresponden a las capas de nuestro modeloYORIGEN - YDESTINO son capas igualesProtocolo de la capa M: reglas a través de la cual se comunican las capas M

Modelo de referencia OSI*

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

Reduce la complejidad Estandariza las interfaces Facilita la técnica modular Asegura la interoperabilidad de la tecnología Acelera la evolución Simplifica la enseñanza y el aprendiza

¿Por qué usar un modelo por capas?

* Open System Interconnection

Funciones de las capas en el Modelo de referencia OSI

Transmisión binaria

Acceso al medio

Direccionamiento y mejor ruta

Conexión de extremo a extremo

Administración de diálogo

Representación de los datos

Procesos o aplicaciones del usuario final

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

Grupos de capas en el Modelo OSI

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓNCapas de comunicación entre las

aplicaciones

Capas de transmisión de lainformación

Comunicaciones par a par

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

ORIGEN DESTINO

Encapsulamiento de los datos

Ejemplo de encapsulamiento de datos

Informática básica

Informática básica

OBJETIVOS Comprender la estructura básica de hardware en los

computadores Comprender la estructura básica de software en los

computadores Conocer los diferentes elementos de hardware que

intervienen en un computador para conectarlo a una red

Computador ideal

BUS DE DATOS

CPU MEMORIA ALMACENAMIENTO INTERFACES

Computador ideal: Flujo de la Información

BUS DE DATOS

MEMORIA

RA

M

RO

M

FL

AS

H

EP

RO

M

Dis

qu

ete

Dis

co

du

ro

CD

-RO

M

DV

D-R

OM

Un

ida

d C

inta

s

ALMACENAMIENTOCPU INTERFACES

NIC

Te

cla

do

Mo

us

e

Mo

nit

or

Otr

os

Principales tecnologías de buses de datos

Bus de datos

Características técnicas Descripción

ISA Bus de 16 bits

8 MHz y 8 Mbps

Industry Standart Architecture

EISA Bus de 32 bits

8,5 MHz y 33 Mbps

Extended Industry Standart Architecture

MCA Bus de 32 bits

10 MHz y 40 Mbps

MicroChannel Architecture

Propio de los PS/2 de IBM

NUBUS Bus de 32 bits Propio de los PCs Apple

VESA LOCAL BUS

Bus de 32 bits

32 MHz y 132 Mbps

En desaparición

PCI Bus de 32 bits

40 MHz y 120 Mbps

Peripheral Component Interconnect

El estándar que mejor se ha adaptado al mercado

Comunicación en red

ORIGEN DESTINO

Plataforma Windows Plataforma Linux

Historia de la computación y las comunicaciones

Fecha Evento

Antes 1880’s Comunicaciones a largas distancias a través de mensajeros o a caballo

1890’s Bell inventa el teléfono, las redes telefónicas se expande aceleradamente

1920’s – 1930’s

Auge de la radio AM y FM

1940’s La Segunda Guerra Mundial impulsa las comunicaciones microondas

1947 Shocley, Barden, Brittain inventan el semiconductor sólido

1948 Shannon publica la “Teoría de la Comunicación Electrónica”

1960’s Desarrollo de los Computadores Mainframe

1980’s Se generalizó el uso de los computadores personales y de los minicomputadores basados en UNIX

1982 La ISO introduce el Modelo de Referencia OSI

1990’s Se impulsa el crecimiento de la red Internet

2000’s El desarrollo de las telecomunicaciones impulsa la convergencia entre la voz, video y datos

Evolución tecnológica de la computación y las comunicaciones

1970 1980 1990 2000 Año

Bps

1 Gbps

10 Gbps

Tbps

Comunicaciones

Computación

Fuente: Tecnología de redes telemáticas – Ing. Benjamín Barán, PhD, MSc – Especialización de Redes Universidad del Norte - 2002

Redes de computadoras

Evolución de las redes de computadoras

Ayer Hoy

RED

¿Qué es una red de computadores?

Es un conjunto de computadores autónomos interconectados.

Entre las principales aplicaciones de una red están:

– Compartir recursos, especialmente la información– Proveer la confiabilidad: más de una fuente para los

recursos– Escalabilidad de los recursos computacionales– Comunicación

Topología

Clases de redes

LAN (Local Area Network)– Normalmente usan tecnología broadcast: un solo cable para todas

las máquinas– La distancia entre los nodos es de 10 m a 1 Km– El tamaño es restringido, el tiempo de transmisión son predecibles– Velocidades típicas de 10/100/1000 Mbps

MAN (Metropolitan Area Network)– Emplean la infraestructuras de los operadores telefónicos o

soluciones de enlace de datos– Unen varias LANs, generalmente de una misma organización– La distancia entre los nodos es 10 Km o más.

Clases de redes

WAN (Wide Area Network)– Consiste de una colección de nodos o LANs conectados por

subred– La subred esta conformada por una línea de comunicación y un

equipo de interconexión dedicado a establecer las rutas– La distancia entre los nodos es de 10 Km a 1.000 Km

Redes Inalámbricas– Usa enlace de radio, microondas, infrarrojos, o cualquier forma de

transmisión que emplee el aire– Se pueden combinar las redes inalámbricas con los computadores

móviles

Estándares IEEE 802.X – ISO 8802-X para Redes de Área Local

IEEE 802.3 – ISO 8802-3: Red Ethernet IEEE 802.4: Red Token Bus IEEE 802.5 – ISO 8802-5: Red Token Ring IEEE 802.11: Redes Inalámbricas

Estándar IEEE Título y comentarios

802 Estándares para redes de área local y metropolitana

802.1 Puenteo y administración de LAN y MAN (incluyendo el protocolo Spanning Tree)

802.2 Control de enlace lógico

802.3 Método de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD)

802.3u Fast Ethernet

802.3z Gigabit Ethernet

802.4 Método de acceso de bus con transmisión de tokens

802.5 Método de acceso Token Ring

802.6 Método de acceso de bus dual de cola distribuida (DQDB, para las WAN)

802.7 Redes de área local de banda amplia

802.8 Redes de área local y metropolitana de fibra óptica

802.9 Servicios integrados (internetworking entre subredes)

802.10 Seguridad de LAN/MAN

802.11 LAN inalámbricas (una señal banda base de radiofrecuencia y dos señales de microondas en la banda de 2400-2500 MHz)

802.12 LAN de alta velocidad (señales de 100 Mbps que utilizan el método de acceso de Prioridad de demanda)

802.14 Método de acceso de Televisión por cable

Otros estándares IEEE 802.X

Elementos básicos que conforman una red de computadores

Hardware– Nodos o PCs

Clientes: PC Intel, AMD, Machintosh Servidores

– Switches: 10/100 Mbps L2, L3– Dispositivos de comunicaciones: modems, DTUs, enrutadores, WAP

Software– Sistemas Operativos: Linux, Windows Server, – Protocolo de comunicaciones: IPX/SPX, NetBEUI, TCP/IP– Aplicaciones o sistemas de información: Correo electrónico,

aplicaciones Web, …– Gestión y administración

Cableado Estructurado– Norma EIA – TIA/ 568– Cables, conectores y accesorios

Nodos de la red

Computadores personales actuando como Clientes

Servidores

Impresoras

Enrutadores

Otros dispositivos de propósito especial

Tarjeta interfaz de red: NIC

Identificación única a nivel mundial establecida por su fabricante Dirección MAC: 00-09-6B-23-A9-19

Instalación de la tarjeta interfaz de red

Relación de la NIC y el Modelo OSI

Configuración de la tarjeta interfaz de red bajo Windows

Configuración del protocolo sobre la tarjeta interfaz de red

Switches

Concentran la conectividad de los dispositivos Operan sobre velocidades de 10/100/1000 Mbps Dispositivo de la capa 2 en el modelo OSI Toma decisiones basadas en las direcciones MAC de los PCs

Apilamiento de switches

Familia de switches ALCATELOmnistack OS-6100

8,8 a 9,6 Gbps de velocidad enel backplane del Stacking

Switches en cascada

Patch Cord UTPEnlace 10/100 Mbps

Aplicabilidad del Switch a nivel del Modelo OSI

Software de red

Protocolos de comunicaciones

Los protocolos de comunicaciones están concebidos en forma de modelo por niveles o capas

Estos puede ser propietarios o no Protocolos orientados a la conexión: aseguran la

entrega de paquetes desde X a Y por una ruta determinada

Protocolos sin conexión: aseguran la entrega de paquetes desde X a Y por cualquier trayecto que la red tenga disponible

LANLAN

Protocolos de comunicaciones

Protocolo SNA Protocolo DNA Protocolo AppleTalk

Protocolo IPX/SPX Protocolo NetBEUI Protocolo TCP/IP

IPX/SPX y NetBEUI frente al modelo OSI

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

FISICA

ODI

Protocolo de Núcleo deNetware

Controladores de LAN

IPX

IPX/SPXOSI

NDIS

SPX

Conductosnominados NetBIOS

FISICA

Bloques de mensajes del servidor

Controladores de LAN

NetBEUI

Windows

NDIS

ConductosnominadosNetBIOS

TCP/IP: El estándar de los protocolos de comunicación entre redes

FISICA

IP

Protocolo TCP/IP(Transmission Control Protocol / Internet Protocol)

ENLACE

TCP UDP

ARP

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

OSI

MAIL HTTP FTP NEWS

TCP/IP: Direccionamiento IP

Estructura

RED HOST

32 Bits

1010 1110 0011 1100 0111 0011 0001 1111

174 60 115 31. . .

8 Bits 8 Bits 8 Bits 8 Bits

TCP/IP: Direccionamiento IP

Clasificación de las direcciones

24 Bits

CLASE A

RED HOST

RED HOST HOST HOST

RED RED HOST HOST

8 Bits

CLASE B

RED RED

16 Bits

CLASE C

Cableado Estructurado

Flexibilidad de la red para adaptarse a cambios o movimientos de equipos dentro de la red

Reduce los tiempos de instalaciónAsegura la duración de la instalación

Estructura flexible requerida para soportar sistemas de telefonía (voz) y cómputo (datos), utilizando elementos comunes.

Norma definida bajo el estándar EIA-TIA-ANSI 568 ó ISO 11 801.

Ventajas del Cableado Estructurado

Inversión: 5% del costo total de la implantación Costo de la interrupción de la red Vida útil de los componentes:

– Software: 1,5 años– PC: 3 años– Servidor: 8 años– Cableado: 10 años– Edificio: 50 años

Elementos principales del Cableado Estructurado

Cuarto de entrada al edificio Cuarto de equipos de telecomunicaciones Subsistema vertical o backbone Gabinete o rack de telecomunicaciones Subsistema horizontal Subsistema de área de trabajo

Descripción de los elementos de la norma de Cableado Estructurado

Cuarto de entrada al edificio Es el punto en el cual el cableado externo hace interfaz con el cableado

de la dorsal dentro del edificio. Corresponde a la entrada de los servicios de tele-comunicaciones al

edificio (acometidas) Los requerimientos están definidos en el estándar EIA/TIA-569A

Cuarto de equipo de telecomunicaciones Es un espacio centralizado dentro del edificio donde se albergan los

equipos de red (enrutadores, switches, mux, dtu), equipos de datos (PBXs,..), video, etc.

Los aspectos de diseño del cuarto de equipos está especificado en el estándar TIA/EIA 569A.


Subsistema vertical o backbone El cableado de la dorsal permite la interconexión

entre los gabinetes de telecomunicaciones, cuartos de telecomunicaciones y los servicios de la entrada.

Consiste de cables de vertical-cross-connects principales y secundarios, terminaciones mecánicas y regletas o jumpers usados conexión vertical-a-vertical. Esto incluye:

– Conexión vertical entre pisos (risers)– Cables entre un cuarto de equipos y cable de entrada a los

servicios del edificio– Cables entre edificios. Corresponde a la entrada de los

servicios de telecomunicaciones al edificio (acometidas)


Tipos de cables utilizados para el Subsistema vertical o backbone

Tipo de CablesDistancia máxima

100 OHM UTP (22 o 24 AWG) 800 m (Voz)

150 OHM STP 90 m (Datos)

Fibra óptica multimodo 62.5/125 μm 2.000 m

Fibra óptica mono-modo 83/125 μm 3.000 m


Subsistema horizontal El sistema de cableado horizontal se extiende desde

el área de trabajo de telecomunicaciones al rack de telecomunicaciones.

Contiene: enchufe de telecomunicaciones, terminaciones de cable (asignaciones de guías del conector modular RJ-45

Tipo de Cables Distancia máxima100 OHM UTP 4-pares (22 o 24 AWG) 90 m

150 OHM STP 2-pares 90 m

Fibra óptica multimodo 62.5/125 μm 2.000 m


Área de trabajo Los componentes del área de trabajo son los

siguientes:– Dispositivos: computadoras, terminales, teléfonos, …– Cables de parcheo: cables modulares, cables

adaptadores/conversores, jumpers de fibra, …– Adaptadores: deberán ser externos al enchufe de

telecomunicaciones.


Algunos elementos del sistema

Rack de telecomunicaciones

Centro de cableado Patch panel

Instalación de los conectores RJ-45

Pasos para realizar la instalación de un conector RJ-45

1) Cortar el trozo de cable UTP 2) Quitar el revestimiento plástico

3) Destrenzar los hilos 4) Organizar y aplanar los hilos

Pasos para realizar la instalación de un conector RJ-45

5) Recortar los hilos 6) Insertar hilos en el conector RJ-45

7) Inspeccionar el código de colores 8) Realizar el ponchado del cable

Representación gráfica de la norma de Cableado Estructurado

Representación gráfica de la norma de Cableado Estructurado

Estándares de Cableado Estructurado

NombreEstándar

IEEEMétodo de

accesoVelocidad Emisión

Longitud del segmento

Tipo de cableTipo de

conector Topología

ETHERNET

10BASE5IEEE 802.3 CSMA/CD 10 Mbps

Banda base

500 mCoaxial

RG-11DB-15 (AUI) Bus Bus

ETHERNET

10BASE2IEEE 802.3 CSMA/CD 10 Mbps

Banda base

185 mCoaxial

RG-58BNC Bus Bus

ETHERNET

10BASETIEEE 802.3 CSMA/CD

10 Mbps

100 MbpsBanda base

100 m UTP RJ-45 Estrella Bus

TOKEN RINGIEEE 802.5

Paso de testigo en

anillo

4 Mbps

16MbpsBanda base

N/ASTP

IBM tipo 1

Hermafrodita

DB-9

IBM tipo 1

Anillo Anillo

TOKEN RING

10BASETIEEE 802.5

Paso de testigo en

anillo

4 Mbps

16MbpsBanda base

N/A UTP RJ-45 Estrella Anillo

IEEE 802.5: Red TOKEN RING

Historia Desarrollado por IBM Velocidad máxima de transmisión 4 Mbps usando protocolo

Paso de Testigo en Anillo Versión mejorada a 16 Mbps Protocolo determinístico

Estándar IEEE IEEE 802.5 usando protocolo Paso de Testigo en Anillo Token Ring – Fast Token Ring (FDDI) (4-16/100 Mbps)


TOKEN

Token circulando por el anillo Estado del token Estación Monitor Activo Direccionamiento Universal o Local


Formato de Trama IEEE 802.5

SD AC FC SA INFO ED FCS

1 1 6 6 4

SD AC ED

1

DA FS

1ʃ ʃ

ʃ ʃ

1 1

11

TOKEN

SD: Delimitador de InicioAC: Control de AccesoFC: Control de tramaDA: Dirección destino

SA: Dirección origenFS: Estado de tramaED: Delimitador finalFCS: Control de chequeo de trama

IEEE 802.3: Red ETHERNET

Historia Primera LAN desarrollada por XEROX Velocidad máxima de transmisión 2,94 Mbps usando

protocolo CSMA/CD DIGITAL e INTEL se unen al proyecto y se desarrolla el

modelo Ethernet DIX a 10 Mbps Ethernet DIX ➨ Ethernet II, compatibles pero no

interoperables Estándar IEEE

IEEE 802.3 usando protocolo CSMA/CD Ethernet – FastEthernet – GigabitEthernet (10/100/1000

Mbps)

IEEE 802.3: Red ETHERNET

Formato de Trama IEEE 802.3

PRE SD DA SA LEN INFO PAD FCS

7 1 6 6 2 46 - 1500 4

PRE: Preamble SD: Delimitador de InicioDA: Dirección destino SA: Dirección origenLEN: Longitud INFO: InformaciónPAD: Relleno FCS: Secuencia de chequeo de trama

Consideraciones para la instalación de una red de cableado

Análisis de necesidades– ¿Cómo se realiza actualmente el trabajo?– ¿Con qué volumen de datos trabajan?– ¿Qué esperan conseguir con la implantación de la red?– ¿Qué cantidad de usuarios tendrá la red?

Instalación existente Diseño de la red y los servicios

– Hardware– Software– Servicios– Conexiones a otras redes– Disponibilidad– Contingencia o respaldo

Consideraciones para la instalación de una red de cableado

Ejecución del diseño– Planeación– Proveedores certificados

Seguridad– Física: Ubicación de los servidores y otros elementos de la

red– Lógica: Niveles de accesos, detección de intrusos, virus,

robo de información Puesta en marcha y pruebas

– Las pruebas deben garantizar que los servicios estén disponibles

– Rediseño del modelo inicial, si es necesario

IEEE 802.11: Red Inalámbrica

Computación móvil Conexión de computadores a través de ondas de

radio o luz infrarroja Deben resolver algunos obstáculos técnicos y

regulatorios

IEEE 802.11: Wireless LAN Standards

Standard Velocidad de TX Pro / Contra & Mas información

IEEE 802.11 Hasta 2 Mbps en la banda 2,4 GHz

Fue mejorada con el estándar 802.11b

IEEE 802.11a

(Wi-Fi)

Hasta 54 Mbps en 5 GHz

Soporta voz, video y aplicaciones con grandes imágenes

IEEE 802.11b

(Wi-Fi)

Hasta 11 Mbps en 2,4 GHz

No interoperable con 802.11a, ofrece acceso de alta velocidad a 300 pies de la base.

IEEE 802.11g

(Wi-Fi)

Hasta 54 Mbps en 2,4 GHz

“Wi-Fi certificado”. Mejora la seguridad sobre 802.11b.

IEEE 802.16

(WiMAX)

Wi-Max sobre banda de 10 a 66 GHz

Definición del estándar de redes MAN inalámbricas (WirelessMAN)

IEEE 802.16a

(WiMAX)

Se adiciona el soporte para 2 a 11 GHz

Mejoras a WirelessMAN

Bluetooth Hasta 2 Mbps en 2,4 GHZ

Redes para PDAs, teléfonos celulares y PCs en intervalos cortos

Preparando una Wireless LAN (WLAN)

Preguntas esenciales– Por qué la empresa debe considerar una WLAN?– Cuántos usuarios requieren movilidad, A dónde ellos

necesitan ir?– Qué aplicaciones necesitan correr sobre la WLAN?

Escogiendo la tecnología correcta– Los estándares IEEE 802.11 ha sido ampliamente

adoptados por fabricantes– Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA) programa

de certificación Wi-Fi

Preparando una Wireless LAN (WLAN)

Velocidad de transmisión– Amplia gama de velocidades– Compatibilidad con las NIC inalámbricas– A mayor velocidad menor debe ser el tamaño de la celda

Ubicación de los Access Point (AP)– No a la vista de los usuarios: Cielorrasos– Suministro de alimentación eléctrica

Conectándose a una LAN– Si los usuarios se mueven a través de subredes deben

considerarse algunos cambios– Falla de aplicaciones IP que hagan uso de VPN

Interconexión de Redes

Elemento de interconexión de redes

Repetidor Puente o Bridge Enrutador o Router Backbone: Red de redes

Repetidor

Repetidor

Repetidor

Segmento A

Segmento B

Segmento C

Repetidor

No es un dispositivo de interconexión de redes Operan a nivel físico debido a que trabajan con

señales eléctricas Pueden utilizarse para convertir la señal de un

sistema de cableado a otro Son bidireccionales, no distinguen el sentido del flujo

de la información Existen varios tipos:

– Repetidor de continuación– Repetidor modular– Concentradores o hubs

Repetidor

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

ORIGEN DESTINO

Puente o Bridge

Red A Red B

“forwarding”Nodo 1 Nodo 31

Puente o Bridge

Interconecta dos redes LAN Pertenece a ambas redes Operan a nivel de la capa de enlace del

modelo OSI, realizando la función de almacenar y reexpedir tramas de datos

Realiza funciones de aislamiento de tráfico en cada segmento de red que interconecta

Operación de un Puente o Bridge

Almacena en memoria la trama recibida por cualquier puerto para su análisis

Comprueba el campo de control de errores de la trama para verificar su integridad

Realizan la reconstrucción de una trama de modo que pueden añadir o retirar campos, con el fin de adecuarla al formato del segmento destino

Reexpide la trama si determina que el destinatario se encuentra en un segmento de red alcanzable desde uno de sus puertos

Puente o Bridge

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

ORIGEN DESTINO

Tipos de Puentes o Bridges

Transparent Bridging – TB

TABLA 1

0009A12F..000901AB..

TABLA 2

0008A54F..0007FC3B..

Spanning Tree Protocol


Source Routing – SR

Trama IEEE 802.5 … 00093AF4.. RUTA

RUTA


Source Routing – Transparent Bridging SR-TB

RUTA

TABLA 2

0008A54F..0007FC3B..

Access Point (AP)

Dispositivo que permite a PCs con tarjetas de red inalámbricas integrarse a la red

Cumplen con el estándar IEEE 802.11g Operan con funciones de bridging o routing Son fáciles de configurar

Vista frontal Vista trasera

Enrutador o Router

La determinación de ruta se lleva a cabo en la Capa 3 (capa de red) y permite que el enrutador evalúe las rutas disponibles hacia un destino y decida cuál es la mejor manera para administrar un paquete.

Los servicios de enrutamiento utilizan la información de topología de red al evaluar las rutas de red.

Interconexión de redes a través de enrutadores

¿Qué ruta usamos?

¿Cuál es la mejor ruta?

Enrutador o Router

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

FISICA

ENLACE

RED

TRANSPORTE

SESIÓN

PRESENTACIÓN

APLICACIÓN

ORIGEN DESTINO

Backbone: Red de redes

Internet

Espina dorsal

Implementación de un Backbone

Internet

Switch 1 Gbps

Link 1 GbpsLink 10/100 Mbps

Switches10/100 MbpsSwitches

10/100 Mbps

Servidorescorporativos

Enrutador

Aplicaciones sobre una red

Aplicaciones sobre la red

Sistemas de información– Centralizados– Cliente / Servidor

Sistemas de correo electrónico– Protocolo SMTP

Aplicaciones Web– Protocolo HTTP– ASP, PHP, DHTML, XHTML, Java, AJAX (Asynchronous

JavaScript + XML )

Intranet

Evolución de la Arquitectura de los Sistemas de Información

Sistemas Monolíticos

Sistemas Cliente / Servidor

Sistemas Web Multi-tier

Sistemas MonolíticosC

ap

tura

de

da

tos

Tra

ns

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form

ació

n

trad

icio

nal

Uno o varios programas Funciones entremezcladas y en un solo

computador Comparten algunos archivos En el mismo computador están:

– Usuarios– Programas– Datos

Mínima reutilización de sus componentes

Sistema Cliente / Servidor

Interfaz con elusuario

Lógica delnegocio

Manejo de losdatos

Interfaz deusuario

Lógica delnegocio

Interfaz deusuario

Lógica delnegocio ClienteCliente

Sistema en dos niveles Distribución de la lógica Comunicación “propietaria” Dificultad en la actualización Administración muy costosa

– Multiplataformas de escritorio– Distribución de versiones

Ineficientes en redes amplias


Interfaz con el usuario

Lógica del negocio

Manejo de los datos

Colección distribuida de objetos Un sistema de información


Bases dedatos

Sistemas heredados

Internet / Intranet

Nivel de datos

Servidores Weby de Aplicaciones

Interfaz de usuariosvía “browsers”

Ventajas de los Sistemas Web Multi-tier

Flexible para empresas de entornos cambiantes La interfaz con el usuario es vía “browser” Facilidad del código móvil en los usuarios

– Despliegue inmediato de nuevas versiones– Minimizar la administración y configuración de usuarios

Maximiza la reutilización– Disminuye los tiempos y costos de desarrollo de nuevas

aplicaciones– Aumenta la calidad de las aplicaciones

Menos resistencia al cambio Arquitectura .NET de Microsoft, Arquitectura J2EE de

Sun Microsystem, CORBA (Common Object Request Broker Architecture, …

Seguridad informática

Seguridad informática

Políticas gerenciales de seguridad Los sistema ANTI- (virus, spam, spyware ,

ad-ware, malware) Firewall IDS – IPS VPN

Los sistemas “Anti”

Internet

Mail server

Appliance anti-virus, anti-spam, anti-spyware

LAN Corporativa

Los sistemas “Anti”

El filtro antispam examina todo mensaje remitido a las direcciones de correo electrónico de su dominio y les asigna una probabilidad de que sean mensajes de SPAM, aplicando una serie de reglas internas.

El filtro antivirus se encarga de eliminar todo mensaje infectado remitido a cualquiera de las direcciones de correo de su dominio de manera que solo se reciba correo deseado.

Algunos productos de fabricantes de los sistemas “Anti”

Algunos productos de fabricantes de los sistemas “Anti”

Firewall: Pared contrafuego

Internet

ServidoresCorporativosServidor Web

www.mycomp.com

Servidor Firewall

LAN CorporativaDMZ

Tendencias futuras

Tendencias futuras

Continuada penetración de Internet, proceso de masificación en el uso de redes IP

Masificación en el uso de tecnología de banda ancha para el hogar: DSL, Cable modem, WLL

Convergencia de servicios, el empaquetamiento de servicios de voz, datos y video por un único operador

Desarrollo del concepto “Triple Play” – Televisión Interactiva sobre banda ancha: VoDSL, DVR, VoD, IPTV (Internet Protocol TV)

Backbone metropolitanos en fibra ópticas: desarrollo de redes Ethernet metropolitanas

Creciente seguridad digital Cambios culturales debido a la nueva cultura digital (nuevas

leyes, regulaciones hábitos y costumbres sociales)

“Triple Play”1: Televisión interactiva bajo banda ancha

El desarrollo de los servicios de banda ancha sobre tecnología DSL (Digital Subscriber Line): ADSL, ADSL 2+

Las velocidades más comunes ofrecidas bajo esta tecnología van de: 256, 512, 1024 Kbps

Video sobre ADSL (VoADSL), Video bajo Demanda (VoD), Video Grabadora Digital (DVR)

Empaquetamiento de los servicios de voz, datos y video

Lanzamiento de la llamada Internet Protocol Television (IPTV)

__________1 Artículo de José Soria Pulido – Alcatel México, RCT Revista Colombiana de Telecomunicaciones Vol. 12 Ed No. 37 Julio 2005

“Triple Play”: Arquitectura

1. La Red de Acceso Red de DSLAM (Digital Subscriber Line Access Multiplexer)

perteneciente a los operadores

2. La Red de Distribución Backbone IP Middleware

3. Centro de Recepción y Control (Head End) Servidores de video: MPEG-2, MPEG-4

4. Red en la casa del usuario (Home networking) Modem ADSL 2+, STB (Set Top Box)

5. Contenido, las señales de televisión que el operador incluirá dentro del servicio

“Triple Play”: Arquitectura

Central telefónica

DSLAM

Centro de recepcióny control

Backbone Ethernet IP

Red SDHDSLAM

Red en la casadel usuario

Modem ADSL 2+

STB

DSLAM

Central telefónica

Central telefónica

“Triple Play”: La penetración de la IPTV en el mundo

BB Cable en Japón: 40 canales de TV, 40000 títulos de VoD

Ma Ligne TV en Francia: 30 canales TV Cyta en Chipre: 30 canales y servicios de VoD Sask Tel en Canadá: En 9 ciudades ofreciendo 125

canales con audio digital y VoD Kingston en Gran Bretaña: TV, VoD y Juegos FastWEB en Italia: Ofreciendo “triple play” Mónaco Telecom: Servicios VoD SBC en USA: TV, VoD y DVR En latinoamérica existen varias iniciativas pero …

Bibliografía y sitios Web de interés

TANENBAUM, Andrew. Redes de Computadores. Editorial Prentice Hall, 3ª. EdABAD, Alfredo y MADRID, Mariano. Redes de área local. Editorial McGrawHill, 1ª Ed.www.cisco.comwww.alcatel.comwww.ibm.comwww.spamcop.netwww.sun.comwww.trendmicro.comwww.mcafee.comwww.symantec.comwww.virusbtn.comwww.barracudanetworks.comwww.iss.comwww.ironport.com

Construcción de una red de área local partiendo desde cero (0)

Final del Seminario – Taller

Barranquilla, Octubre 16 de 2005

Technology

Construcción de una Red de Area Local de Cero