LA TARJETA DE RED. INTRODUCCIÓN 2 Las controladoras o tarjetas de red son dispositivos que nos permiten conectar el ordenador a una red de ordenadores.

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1 LA TARJETA DE RED

2 INTRODUCCIÓN 2 Las controladoras o tarjetas de red son dispositivos que nos permiten conectar el ordenador a una red de ordenadores para realizar la transmisión y recepción de datos a través de ella. La tarjeta de red (también conocida como adaptador de red) puede ser externa o interna. Es decir, puede venir integrada en la placa base pero, sobre todo, existe la posibilidad de conectar una tarjeta de red a un equipo informático a partir del uso de las ranuras correspondientes. El funcionamiento de una tarjeta de red es sencillo. Al arrancarse el sistema operativo comprueba si se ha seleccionado la opción de configuración automática o tiene ya una dirección IP fija. En el primer caso tiene que buscar un servidor DHCP que se encarga de gestionar las IPs dentro de la red de área local para que no existan dos máquinas con la misma dentro de una red. La NIC (Network interface controller) implementa los circuitos electrónicos necesarios para comunicarse sobre una red de computadoras, ya sea utilizando de cables como Token Ring, Ethernet, fibra, o sin cables como Wi-Fi, es por tanto un dispositivo de capa física y uno de capa de enlace de datos ya que proporciona acceso físico a un medio de red y, para IEEE 802 y redes similares, proporciona un sistema de direccionamiento de bajo nivel mediante el uso de la dirección MAC que se asignan exclusivamente a las tarjetas de red.

3 DIRECCIÓN MAC 1 3 La dirección MAC es un identificador único que cada fabricante le asigna a la tarjeta de red de sus dispositivos conectados, desde un ordenador o móvil hasta routers, impresoras u otros. Sus siglas vienen del inglés, y significan Media Access Control. Como hay dispositivos con diferentes tarjetas de red, como una para WiFi y otra para Ethernet, algunos pueden tener diferentes direcciones MAC dependiendo de por dónde se conecten. Las direcciones MAC están formadas por 48 bits representados generalmente por dígitos hexadecimales. Como cada hexadecimal equivale a cuatro binarios (48:4=12), la dirección acaba siendo formada por 12 dígitos agrupados en seis parejas separadas generalmente por dos puntos, aunque también puede haber un guión o nada en absoluto. De esta manera, un ejemplo de dirección MAC podría ser 00:1e:c2:9e:28:6b. Gracias a la interpretación de esos grupos de octetos puede conocerse el fabricante de la tarjeta de red y su número de serie. Para ello se utiliza una estructura en la que los tres primeros octetos forman un código que se asigna a un determinado fabricante, mientras que los tres octetos siguientes representan un número de serie que el fabricante ha asignado a ese producto concreto.

4 DIRECCIÓN MAC 2 4 Los datos que forman la dirección MAC se guardan en formato binario un chip de memoria ROM (acrónimo en inglés de read-only memory o memoria de solo lectura) del dispositivo de red. Este tipo de memoria es de solo lectura, lo cual garantiza que no se puede modificar por el usuario. Cuando el sistema operativo se inicia y comienza el reconocimiento del hardware que el equipo tiene conectado, lee la información de esa memoria ROM e identifica el dispositivo mediante su dirección MAC para que el sistema pueda gestionarlo en las conexiones de red. Para entender su utilidad consideremos lo siguiente. Las tramas de datos en redes IPv4 contienen los siguientes componentes: 1.Destino (las direcciones MAC del ordenador de destino) 2.Dirección de origen (la dirección MAC del remitente) 3.Información de control para el control de flujo de datos 4.Datos de usuario (el paquete de datos que se va a transmitir más tarde en la capa correspondiente) 5.Sumas de control que garantizan la integridad de los datos Un equipo de destino que recibe una trama de datos la lee primero en la capa de enlace y compara la dirección de destino de la trama con su propia dirección MAC. Si las direcciones coinciden, el ordenador de destino comienza a interpretar la trama en el siguiente nivel superior.

5 FUNCIONES 5 Comunicaciones de host a tarjeta, la información que reside en la memoria o en el disco duro pasa a la tarjeta en forma de tramas. La NIC pueden utilizar una o más de las siguientes técnicas para indicar la disponibilidad de paquetes a transferir: 1.Polling, donde la CPU examina el estado del periférico bajo el control del programa. 2.IRQ-E/S controlada, donde el periférico alerta a la CPU de que está listo para transferir datos. Realiza el procedimiento conocido por el nombre de buffering o tarea de almacenamiento de información que realiza la tarjeta de red para que luego aquellos datos se puedan transmitir y traspasar haciendo uso de los correspondientes cables o sistemas inalámbricos. Formación de paquetes, agrupar los datos de una forma entendible y transportable. Codificación y decodificación, codifica las señales de los cables que son bits 1 o 0 a señales entendibles por la tarjeta de red. Acceso al conector que posibilita el acceso al cable de red, estos conectores pueden ser mediante RJ-45, BNC etc. Transmisión y recepción mediante una de estas técnicas: 1.Entrada/salida programada, donde la CPU mueve los datos hacia o desde la NIC a la memoria. 2.DMA, donde algún otro dispositivo que no sea la CPU asume el control del bus de sistema para mover datos hacia o desde la NIC a la memoria.

6 CARACTERÍSTICAS 6 Las características que tradicionalmente se le han exigido a las tarjetas de red han sido las siguientes: 1.Velocidad de conexión. (10/100/1000) Megabits por segundo. 2.Tipo de conexión (ISA, PCI, PCMCIA, USB, Inalámbrica…) 3.Conectores y Topología (AUI, BNC, RJ45) 4.Wake-On-LAN (WOL) 5.Indicadores de estado (LED) (Conexión, actividad de la red) 6.Soporte Full-duplex (para doblar la velocidad de comunicación) 7.Normas compatibles. (Novell NE, Ethernet, IEEE 802.x…) 8.Controladores de LAN (Sistemas operativos en que funciona) Pero a día de hoy los requerimientos han de ser mas exigentes: 1.Jumbo Frame. Te indica que tiene soporte para paquetes de datos grandes. Esto permite mejorar la velocidad. Muy importante si quieres funcionar a un gigabit o a tasas de transferencias mayores. 2.IEEE 802.1Q.Si tu tarjeta soporta este estándar es que es capaz de crear redes VLAN. Esta tecnología te permite tener varias subredes lógicas en una misma red física. De esta forma los equipos de una red no ven a los otros. 3.IEEE 802.3ab. Gigabit sobre Ethernet.

7 COMPONENTES 7 Chip NIC: todo dispositivo tiene solo una dirección física por tarjeta de red, en realidad esa dirección física es la que sen encuentra en el chip NIC, es un chip ROM que solo permite una única escritura por eso no se pude modificar la dirección de la NIC. Cada empresa que fabrica o utiliza NIC en sus productos solicita una identificación dado por la OUI, que es una identificación única. Procesador: Encargado de convertir las señales digitales de un ordenador a impulsos eléctricos que viajarán a través de un cable, y viceversa. Transceivers: Dispositivos encargados colocar/recibir las señales en/de el medio de comunicación. El transceiver es el dispositivo que “escucha” al cable para ver si hay algún tráfico sobre la red, detecta colisiones y maneja información entre el cable coaxial y las estaciones de trabajo. BOOT ROM: La mayoría de tarjetas traen un zócalo vacío rotulado BOOT ROM, para incluir una ROM opcional que permite que el equipo arranque desde un servidor de la red con una imagen de un medio de arranque, lo que permite usar equipos sin disco duro ni unidad de disquete. El que algunas placas base ya incorporen esa ROM en su BIOS y la posibilidad de usar tarjetas CompactFlash en lugar del disco duro con sólo un adaptador, hace que comience a ser menos frecuente, principalmente en tarjetas de perfil bajo. Luces: la luz verde, que corresponde a la alimentación eléctrica; y la luz naranja (10 Mb/s) o roja (100 Mb/s), que indica actividad en la red (envío o recepción de datos).

8 TIPOS 1 8 ETHERNET Ethernet se refiere al tipo más común de red de área local (LAN) utilizada hoy en día. Debido a que Ethernet ha existido ya desde principios de los años 70 las primeras velocidades solo alcanzaban los 10 megabits por segundo (Mbps). Posteriormente llegaría Fast Ethernet que elevaría esas tasas hasta los 100 Mbps y actualmente contamos con Gigabit Ethernet, que alcanza los 1000 Mbps. 10 Gigabit Ethernet (XGbE o 10GbE) es el más reciente (año 2003) y más rápido de los estándares Ethernet. IEEE 802.3ae define una versión de Ethernet con una velocidad nominal de 10 Gbit/s, diez veces más rápido que gigabit Ethernet. Lo que Ethernet no es en absoluto es una conexión inalámbrica por lo que las interferencias no suponen un problema en absoluto. El caso más habitual es el de la tarjeta con el conector RJ-45, aunque durante la transición del uso mayoritario de cable coaxial (10 Mbit/s) al cable de par trenzado (100 Mbit/s) abundaron las tarjetas con conectores BNC y RJ-45, e incluso BNC / AUI / RJ-45 (en muchas de ellas se pueden ver serigrafiados los conectores no usados).

9 TIPOS 2 9 WI-FI Con las WLANs la red, por sí misma, es móvil y elimina la necesidad de usar cables y establece nuevas aplicaciones añadiendo flexibilidad a la red, y lo más importante incrementa la productividad y eficiencia en las empresas donde está instalada. Las redes inalámbricas tienen su base en las tarjetas de red sin cables es decir tarjetas inalámbricas, estas tarjetas se conectan mediante señales de frecuencia especificas a otro dispositivo que sirva como concentrador de estas conexiones. También son NIC las tarjetas inalámbricas (wireless), que vienen en diferentes variedades dependiendo de la norma a la cual se ajusten, usualmente son 802.11b, 802.11g y 802.11n. Las más populares son la 802.11b que transmite a 11 Mbit/s (1,375 MB/s) con una distancia teórica de 100 metros y la 802.11g que transmite a 54 Mbit/s (6,75 MB/s). La velocidad real de transferencia que llega a alcanzar una tarjeta Wi-Fi con protocolo 11.b es de unos 4 Mbit/s (0,5 MB/s) y las de protocolo 11.g llegan como máximo a unos 20 Mbit/s. El protocolo 11.n se viene utilizando con capacidad de transmitir 600 Mbit/s.

10 CONECTORES 1 10 RJ-45 RJ45 es una interfaz física comúnmente utilizada para conectar redes de computadoras con cableado estructurado (categorías 4, 5, 5e, 6, 6a y 7). Posee ocho pines (4 pares).o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado (UTP). La serie RJ ("Registered Jack" ) fue ideada originalmente para la Comisión Federal de Comunicaciones de E.E.U.U. que deseaba normalizar los conectores de teléfono BNC El BNC o Bayonet Neill-Concelman es una versión reducida del conector tipo C. Está especialmente pensado para ofrecer una rápida conexión/desconexión de cables coaxiales. El conector macho tiene una corona giratoria que permite el cierre de bayoneta con sólo un cuarto de vuelta. Los problemas de mantenimiento, limitaciones del cable coaxial en sí mismo, y la aparición del cable de pares trenzados (UTP) en las redes Ethernet, prácticamente hizo desaparecer el conector BNC del plano de las redes. Hoy en día, se utilizan muchísimo en sistemas de televisión y vídeo, también son usados comúnmente en circuitos cerrados de televisión (CCTV) y son los preferidos por los equipos de vídeo profesional.

11 CONECTORES 2 11 AUI Se trata de un conector en desuso en la actualidad. En su día, se empleaba en las tarjetas de red de tipo Token Ring. AUI especifica un cable coaxial conectado a un transceptor (un transmisor-receptor) que se enchufa en un socket de 15 pines en la tarjeta de interfaz de red