© 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 1 1 IT – Essentials II Network Operating System Dispositivos LAN Rios, Roberto.

Presentación del tema: "© 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 1 1 IT – Essentials II Network Operating System Dispositivos LAN Rios, Roberto."— Transcripción de la presentación:

1 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 1 1 IT – Essentials II Network Operating System Dispositivos LAN Rios, Roberto

2 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 2 2 Medios Dispositivos Dispositivos de Capa 1 Repetidor Hub Dispositivos de Capa 2 Bridge Switch Dispositivos de Capa 3 Router Agenda

3 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 3 3 Medios

4 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 4 4 Networking Medios de Networking Para que las computadoras transmitan entre ellas esta información codificada, deben estar conectadas físicamente entre sí. Para ello se cuenta con cableado de distinto tipo, entre los que se encuentra: COAXIL, PAR TRENZADO, y de FIBRA OPTICA. A estos materiales se los denomina MEDIOS DE NETWORKING

5 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 5 5 Networking Medios de Networking:Criterios El tipo de medio a utilizar se determinará en base a la velocidad que se desea que se envíen los datos por la red, el costo y la ubicación física y geográfica del cableado

6 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 6 6 Medios de Networking Cable coaxial El cable coaxial consiste en dos elementos de conducción. Uno está ubicado en el centro del cable y es un conductor de cobre. El conductor de cobre central está rodeado por un cable de aislación flexible. Sobre este material aislante hay un blindaje compuesto de un trenzado de cobre tramado o una malla metálica que actúa como segundo cable del circuito. El trenzado exterior actúa como blindaje del conductor interno. De este modo ayuda a reducir la cantidad de interferencia

7 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 7 7 Medios de Networking Par trenzado sin blindaje UTP El cable de par trenzado sin blindaje consta de pares de cables. Cada par de cables está aislado de los otros pares. Sólo se basa en el efecto de cancelación que producen los pares trenzados para limitar la degradación de la señal que causan la EMI y la RFI. Para reducir aún más el cross talk entre los pares de un cable de par trenzado sin blindaje, el número de trenzas de los pares de cables varía de uno a otro.

8 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 8 8 Medios de Networking Categorías UTP La categoría da idea de la velocidad de transmisión de datos que soporta en Mbps Se pueden catalogar en : Categoría 1: Redes telefónicas. Categoría 2: Voz y datos hasta 4 Mbps Categoría 3: Datos hasta 10 Mbps Categoría 4: Datos hasta 16 Mbps Categoría 5: Datos hasta 100 Mbps. Es el estándar de hoy.

9 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 9 9 Medios de Networking Instalación de UTP Se necesitan una serie de accesorios: Conector RJ 45 macho (PLUG) Conector RJ 45 hembra (JACK) Herramienta de Crimpeado para los PLUG Herramienta de Impacto para los JACK

10 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 10 Medios de Networking Instalación de UTP Los cuatro pares están formados por los sig. Colores: BLANCO VERDE VERDE-BLANCO VERDE BLANCO AZUL AZUL-BLANCO AZUL BLANCO MARRON MARRON-BLANCO MARRON BLANCO NARANJA NARANJA-BLANCO NARANJA

11 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 11 Medios de Networking Instalación de UTP Para el armado del PLUG, se pela 8 mm el cable y se alinean los alambres como la disposición anterior. Luego se inserta el plug en la crimpadora y se ejerce presión sobre los contactos. Para el armado del JACK, se presentan los cables según la disposición adoptada en el plug, y luego se los presiona con la herramienta de impacto.

12 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 12 Medios de Networking Normas Se necesitará tomar en cuenta las normas para los medios de networking desarrolladas y establecidas por el IEEE, Underwriters Laboratories o UL, Asociación de Industrias Electrónicas o EIA y la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones o TIA Las dos últimas organizaciones establecen en forma conjunta su lista de normas, y con frecuencia las verá mencionadas como normas EIA/TIA. El IEEE ha señalado los requisitos de cableado en sus especificaciones 802.3 y 802.5 para los sistemas Ethernet y Token- Ring. Las especificaciones de cableado establecidas por Underwriters Laboratories se relacionan principalmente con normas de seguridad.

13 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 13 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Es un medio flexible y extremadamente fino (2 a 125 micrones), capaz de conducir energía de naturaleza óptica. Se pueden utilizar diversos tipos de cristales y plásticos. Hay tres variedades de fibra: vidrio, plástico, y una combinación de ambas Un cable de fibra óptica tiene forma cilíndrica y está formado por tres secciones concéntricas: el núcleo, el revestimiento y la cubierta. Pueden ser núcleo de plástico y cubierta. Núcleo de vidrio y cubierta de plástico (llamada PCS) Núcleo de vidrio y cubierta de vidrio (SCS).

14 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 14 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Las fibras de plástico tienen ventajas sobre las de vidrio: son más flexibles, más fuertes, fáciles de instalar, menos costosas y pesan 60% menos. Su desventaja es que tienen alta atenuación, por lo que se limitan a un edificio o conjunto de los mismos. Las fibras PCS son un poco mejores que las SCS, ya que son menos afectadas por la radiación y, por lo tanto más atractivas en las aplicaciones militares.

15 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 15 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica La fibra tiene una gran aceptación en las comunicaciones de larga distancia, su reducción de precios y perfeccionamiento contribuyeron a convertirla en un medio atractivo para las LANs. Sus características son: Mayor ancho de banda : experimentalmente, hasta 2Gbps para decenas de km. Menor tamaño y peso: un orden de magnitud menor que el coaxil Menor atenuación : y constante en un gran intervalo de frecuencias Aislamiento electromagnético: no son vulnerables a interferencias, ruido impulsivo o diafonía, no radian energía, por lo es difícil de “pinchar”. Mayor separación entre repetidores.

16 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 16 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Entre las aplicaciones, las mas importantes son: Transmisiones a larga distancia: son cada vez más común en las redes de telefonía, cuya distancia media es de 1500 Km y tiene una capacidad de 20000 a 60000 canales de voz. Transmisiones metropolitanas: tiene una longitud media de 12,5 km y hasta 100000 canales de voz. Enlazan centrales telefónicas. Accesos a áreas rurales: van de 40 a 160 km, y compite con las microondas. Loops de abonado: son fibras que van directamente de las centrales al abonado. Está empezando a desplazar a los enlaces mediante par trenzado y coaxil, ya que las redes de telefonía están evolucionando a redes integradas capaces de gestionar no solo voz,y datos, sino también imagen y video. Redes de área local: se han desarrollado estándares y productos para redes de fibra que tienen una capacidad de 100 Mbps y mas.

17 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 17 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Características de transmisión: Una fuente de luz modula un LED o un láser, que se enciende, apaga o varía su intensidad de manera tal que represente la señal. Podemos dividir a las técnicas de transmisión de luz en tres categorías: (Comunicación de PCs) (Voz, video, modem de fibra) (multiplexación)

18 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 18 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Aplicaciones

19 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 19 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Aplicaciones

20 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 20 Medios de Transmisión: medios guiados fibra óptica Aplicaciones

21 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 21 Dispositivos

22 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 22 Son productos que se utilizan para conectar redes  En primer lugar, permiten conectar un número mayor de nodos a la red.  En segundo lugar, alargan la distancia sobre la cual puede extenderse una red.  En tercer lugar, localizan el tráfico de la red.  En cuarto lugar, pueden fusionar redes existentes.  Y en quinto lugar, pueden aislar problemas de red de modo que sea más fácil su diagnóstico Los dispositivos LAN incluyen : bridges hubs switches routers Dispositivos

23 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 23 Dispositivos de Capa Física

24 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 24 Dos de los problemas más comunes que existen es que hay demasiados nodos o que no hay cable suficiente. Un REPETIDOR puede brindar una solución simple si existe alguno de estos dos problemas Cuando las señales salen por primera vez de una estación transmisora, están limpias y son claramente reconocibles. Sin embargo, cuanto mayor es la extensión del cable más se debilitan y deterioran las señales a medida que atraviesan los medios de networking FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 1 Repetidores

25 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 25 Repetidores Los REPETIDORES toman las señales debilitadas, las limpian, las amplifican y las envían para que continúen su camino por la red. Utilizando repetidores, se extiende la distancia sobre la cual puede operar una red. Al igual que los medios de networking, los repetidores están en la capa física, capa 1, del modelo OSI FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION REPETIDOR RED A REDB Dispositivos de Capa 1

26 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 26 Hubs Los repetidores multipuerto se denominan comúnmente hubs. Los hubs son dispositivos de internetworking muy comunes. En términos generales, el término hub se utiliza en lugar de repetidor para referirse al dispositivo que sirve como centro de una red de topología en estrella. Los hubs operan en la CAPA 1 del modelo OSI. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 1

27 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 27 Desventajas La desventaja de utilizar un repetidor es que éste no puede filtrar el tráfico de la red. Los datos, que llegan a un puerto de un repetidor salen a todos los demás puertos. En otras palabras, los datos son transferidos por el repetidor a todos los otros segmentos de LAN de una red, independientemente de que necesiten llegar allí o no. Si los segmentos de una red sólo están conectados por medio de repetidores, esto puede dar origen a que más de un usuario intente enviar datos a través de la red al mismo tiempo. Con Ethernet, sólo puede haber un paquete de datos en el cable por vez. Si más de un nodo intenta transmitir al mismo tiempo, se producirá una COLISION Dispositivos de Capa 1

28 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 28 Desventajas Cuando se produce una colisión, los datos de cada dispositivo se interfieren y se dañan. Cuando un dispositivo de la red determina que se ha producido una colisión, los datos se deben retransmitir. Si el tráfico de una red es muy pesado, la reiteración de colisiones dará origen a una considerable demora en el tráfico Como conclusión, el uso de repetidores para extender y aumentar el tráfico de una red puede significar que la red no llegue a tener un desempeño óptimo. Dispositivos de Capa 1

29 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 29 Dispositivos de Capa de Enlace de Datos

30 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 30 Bridges Una forma de solucionar el problema del exceso de tráfico en una red y del exceso de colisiones es el uso de un dispositivo de internetworking llamado BRIDGE. Un bridge elimina el tráfico innecesario y minimiza las posibilidades de que se produzcan colisiones en la red dividiéndola en segmentos y filtrando el tráfico en base a la dirección MAC. Los BRIDGES trabajan en la CAPA 2 del modelo OSI. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 2

31 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 31 Bridges Para filtrar o entregar selectivamente el tráfico de una red, los bridges construyen tablas con todas las direcciones MAC de una red y de otras redes y hace un mapeo con ellas. Si el bridge determina que la dirección MAC de destino de los datos no es del mismo segmento de red que el origen, envía los datos a todos los otros segmentos de la red. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION De este modo, los bridges pueden reducir significativamente el tráfico entre los segmentos de la red eliminando el tráfico innecesario Dispositivos de Capa 2

32 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 32 Bridges En este ejemplo, un paquete de datos se origina en la computadora A y su destino es la computadora 3 ABC D GF E 123 4 567 8 H E A F B G C H D 1 E 2 F 3 G 4 H 1 5 2 6 3 7 4 8 Dispositivos de Capa 2

33 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 33 Desventajas Cuando el tráfico entre los segmentos de la red es muy pesado, el bridge puede convertirse en un cuello de botella. Además los bridges siempre dejan fluir un tipo especial de paquete de datos que se produce cuando un dispositivo de una red quiere llegar a otro dispositivo de la red pero no conoce la dirección de destino. Cuando esto sucede, con frecuencia el origen envía lo que se llama BROADCAST. Como todos los dispositivos de la red deben prestar atención a dichos broadcasts, los bridges siempre los envían a todos y a cada uno de los segmentos conectados. En dichos casos, el tráfico de la red se hace más lento y la red funciona con un desempeño que no llega a ser el óptimo. Dispositivos de Capa 2

34 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 34 Switch A medida que la infraestructura de una compañía comienza a crecer, las demandas de los usuarios exceden la capacidad de muchas redes (videoconf., imágenes, etc.). Se puede aumentar significativamente el ancho de banda de la red utilizando un SWITCH. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 2

35 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 35 Switch Un switch opera en el nivel de enlace del modelo OSI. Divide la red en segmentos y proporciona a cada segmento un ancho de banda dedicado. Internamente posee un circuito de alta velocidad. Cuando un nodo transmite un paquete, el switch direcciona parte de su ancho de banda para crear una conexión privada entre el puerto de tx y rx. Como crea una conexión privada entre los puertos, otro nodo no debe esperar a que finalice la tx de otro para transmitir. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 2

36 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 36 Switch Un switch utiliza algunos de estos dos procesos para manejar los paquetes: Conmutación Cut-through En cuanto lee la dirección MAC de destino del paquete, comienza a enviar el paquete antes de terminar de recibirlo; (puede propagar errores). Baja latencia (tiempo en que un paquete va de una máquina a otra) Conmutación Store and forward Recibe y almacena el paquete entero antes de reenviarlo a la MAC de destino. Verifica el contenido antes de enviarlo. Se utiliza si estoy transmitiendo paquetes de un segmento de baja velocidad a otro de alta. ( Latencia proporcional al tamaño del paquete) FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 2

37 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 37 Switch: Lans virtuales Los switches ofrecen una segmentación lógica, también llamada VIRTUAL LANS. Para crear una lan virtual (VLAN), se debe configurar cada port del switch como miembro de una LAN virtual. Por ej, se podría configurar 3 ports como miembros de una Virtual Lan 1 y otros dos ports como miembros de una Virtual LAN 2. Si una máquina que está conectada a un port de la Virtual LAN A transmite un broadcast, el paquete sólo debería llegar a los puertos que están configurados como miembros de esa Lan Virtual. FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION VLAN 1 VLAN 2 Dispositivos de Capa 2

38 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 38 Dispositivos de Capa de Red

39 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 39 Router Se utiliza cuando se necesita interconectar redes heterogéneas, localizadas en áreas remotas, filtrando el tráfico y resolviendo las funciones de ruteo frente a múltiples rutas alternativas. El internetworking se hace con el mismo protocolo de nivel 3, por ej. IP y hay routers que soportan rutear múltiples protocolos de nivel networking, por ej. IP, IPX, etc FISICA ENLACE RED TRANSPORTE SESION PRESENTACION APLICACION Dispositivos de Capa 3

40 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 40 Funcionamiento de los routers Los routers se utilizan para conectar dos o más redes. Para que el enrutamiento sea exitoso, cada red debe tener un número de red único. Este número de red único está incorporado en la dirección IP asignada a cada dispositivo conectado a la red. Dispositivos de Capa 3

41 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 41 Funcionamiento de los routers Así, si una red tuviera un número de red único A con cuatro dispositivos conectados a dicha red, la dirección IP de cada dispositivo sería A1, A2, A3, y A4. Como la interfaz donde el router se conecta con una red se considera parte de dicha red, la dirección IP del puerto donde el router se conecta con la red A debería ser A5 Si otra red con un número de red único B y con cuatro dispositivos conectados también se conectara al mismo router en otra de sus interfaces, la dirección IP de cada dispositivo de esta red sería B1, B2, B3, y B4, y la dirección IP de la segunda interfaz del router sería B5 Dispositivos de Capa 3

42 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 42 Punto de vista de usuario Según el punto de vista del usuario, cada PC parece conectada a una sola red... En realidad, debajo hay una estructura interconectada de redes y routers Router Red física Dispositivos de Capa 3

43 © 2003 - Fundación Proydesa – Desarrollo multimedial 43 Rios, Roberto Instructor rrios@proydesa.org Preguntas