01-Topologia de Redes

7/23/2019 01-Topologia de Redes

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Nociones Básicas de Redes

LANs

Las redes son conjuntos de computadoras independientes que se comunican una conotra sobre un medio de red.

Redes de Area Local (Local Area Networs o LANs! son aquellas redes usualmentecon"nadas a un #rea $eo$r#"ca% tal como un edi"cio indi&idual o el 'ampus de unani&ersidad.

LANs% sin embar$o% no son necesariamente simples en dise)o% en la medida que ellaspueden conectar muc*os cientos de computadoras + ser utili,adas por miles de

usuarios.

El desarrollo de &arios protocolos de intercone-in est#ndar + medios de transmisin*an *ec*o posible la proliferacin de LANs en or$ani,aciones a ni&el mundial paraaplicaciones de ne$ocios + aplicaciones educacionales.

WANs

A menudo una red est# locali,ada en m/ltiples locali,aciones f0sicas.La intercone-in de #reas amplias (12ide Area Networs! es la cone-in de multiplesLANs que se encuentran $eo$r#"camente separadas.Esto se lo$ra conectando las diferentes LANs utili,ando ser&icios que inclu+en l0neas de

tel3fono dedicadas (punto a punto!% o de discado tanto sincrnicas como asincrnicas%&0nculos satelitales% + ser&icios de transporte de paquetes.La intercone-in de #rea amplia puede ser tan simple como pro&eer modems + unser&idor de acceso remoto para permitir a los empleados remotos cone-iones paradiscado entrante (1dial in1!4 o esta puede ser tan compleja como &incular cientos deo"cinas de sucursales a lo lar$o del mundo utili,ando protocolos especiales de ruteo +"ltros para minimi,ar el costo de en&iar datos a lo lar$o de $randes distancias.

Internet

'on el incremento meterico en la demanda por conecti&idad% la 5nternet se *acon&ertido en la autopista de comunicaciones para millones de usuarios.La 5nternet estu&o inicialmente restrin$ida a instituciones militares + acad3micas. Naci

siendo la red de la Administracin de 6ro$ramas de 5n&esti$acin A&an,ados (Ad&ancedResearc* 6ro$rams Administration! del 7epartamento de 7efensa de los Estadosnidos de Norteam3rica + se la conoci como AR6ANet.

DEPARTAMENTO DE SERVICIOS

CERRITO 1186 7º Piso - CP 1010 - Buenos Aires - ArgentinaTeléfono 481!""# ! Fa !816-"#$! - A%o&o té'ni'o !816-"$1$ - (er)i'io *e Fa %or +e,an*a

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Rest ôEsta se utili,aba para interconectar los laboratorios de ni&ersidades que lle&aban acabo pro+ectos de 5n&esti$acin "nanciados por el 7epartamento de 7efensa + 'entrosde 5n&esti$acin del mismo 7epartamento de 7efensa.

'on el tiempo + a medida que se difund0a m#s + m#s su uso% est# se di&idi en dos porra,ones de se$uridad.AR6ANet se preser& para la comunicacin de pro+ectos del area ci&il + se fue abriendoa otras or$ani,aciones no $ubernamentales.El 7epartamento de 7efensa cre por separado 7AR6ANet (7efense Ad&ancedResearc* 6ro$ram Administration Networ! aunque si$ui "nanciando $enerosamenteel desarrollo de AR6ANet al darse cuenta del &ital inter3s estrat3$ico en que losEstados nidos lideraran el desarrollo de la transmisin di$ital de informacin.5nternet (como se conoce *o+ a la &ieja AR6ANet! a*ora es un canal abierto deinformacin para casi cualquier forma de informacin + de comercio. Los sitios 2eb de5nternet pro&een *o+ recursos personales% educacionales% pol0ticos + econmicos atodos los rincones del planeta.

Intranet

'on el ad&enimiento de pro$ramas basados en Na&e$adores (1browsers1! para5nternet% *a+ *o+ en d0a un fenmeno llamado 5ntranet% el cual *a sido desarrollado porempresas + otras or$ani,aciones pri&adas.na 5ntranet es una red pri&ada que utili,a *erramientas tipo 5nternet% pero disponiblesolamente dentro de la or$ani,acin.6ara $randes or$ani,aciones% una 5ntranet pro&ee a los empleados de un modo f#cil deacceder a la informacin de la or$ani,acin a tra&3s del mismo tipo de *erramientasutili,adas para salir de la or$ani,acin.

Ethernet

Et*ernet es la m#s popular tecnolo$0a de soporte f0sico de LAN en uso *o+. Otros tiposde soporte f0sico de LAN inclu+en Toen Rin$% 8ast Et*ernet% 5nterfa, de 7atos7istribu0da por 8ibra (ptica! (8iber 7istributed 7ata 5nterface o187751!% 9odo de

Transferencia Asincrnico (As+nc*ronous Transfer 9ode o 1AT91! + LocalTal.Et*ernet es popular porque lo$ra un buen balance entre &elocidad% costo + facilidad deinstalacin. Estos puntos fuertes% combinados con una amplia aceptacin en elmercado inform#tico + la *abilidad para soportar &irtualmente todos los protocolospopulares de red% *acen de Et*ernet una tecnolo$0a de red ideal para la ma+or0a de losusuarios de computadoras *o+ en d0a.El est#ndar Et*ernet est# de"nido por el 5nstituto de 5n$enieros El3ctricos +Electrnicos (5nstitute of Electrical and Electronic En$ineers o 15EEE1! como el est#ndar5EEE :;<.=. Este est#ndar de"ne las re$las para con"$urar una Et*ernet + especi"ca a

su &e, como interact/an entre s0 los elementos de una red Et*ernet. Ad*iriendo alest#ndar 5EEE% equipamiento + protocolos de red interactuar#n e"cientemente.

Fast Ethernet



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Rest ô6ara redes Et*ernet que requieren altas &elocidades de transmisin% fue establecido elest#ndar 8ast Et*ernet (5EEE :;<.=u!. Este est#ndar ele&a el l0mite de &elocidad detransmisin de >; 9e$abits por se$undo (9bps! a >;; 9bps con solo m0nimos cambiosen los cableados e-istentes.

?a+ tres tipos de 8ast Et*ernet@• >;;ASEBTC@ para el uso con cableados de par tren,ado sin malla (ns*ielded Twisted 6air o 1T61! ni&el D.

• >;;ASEB8C@ para el uso con cables de "bra ptica.

• >;;ASEBT@ el cual utili,a un par e-tra de *ilos para utili,ar cableado e-istentetipo T6 ni&el =.

El est#ndar >;;ASEBTC se *a &uelto el m#s popular debido a su $ran compatibilidadcon el est#ndar Et*ernet >;ASEBT.6ara el encar$ado de redes% la incorporacin de 8ast Et*ernet dentro de unacon"$uracin e-istente representa todo un mundo de decisiones.6ara cada sitio en la red debe determinar el n/mero de usuarios que realmente

requieren una &elocidad de transmisin m#s ele&ada.7ebe decidir tambi3n sobre cuales se$mentos troncales espec0"camente deben serrecon"$urados a >;;ASEBTC + lue$o ele$ir el equipamiento necesario para conectarlos se$mentos >;;ASEBTC con los se$mentos >;ASEBT e-istentes.Et*ernet de >.; Gi$abit es una tecnolo$0a futura que promete una mi$racin mas all#de 8ast Et*ernet de modo tal que las $eneraciones futuras de redes soportar#n a/nm#s altas &elocidades de transferencia de datos.

Protocolos

Los 6rotocolos de red son est#ndares que permiten a las computadoras comunicarse.n protocolo de"ne@

•

'omo las computadoras se identi"car#n unas a otras sobre una red.• La forma que los datos deben tomar para ser transmitidos.

• 'omo esta informacin debiera ser procesada una &e, que lle$a a destino.

Los 6rotocolos tambi3n de"nen los procedimientos para el manejo de transmisiones o1paquetes1 da)ados o perdidos totalmente.

• 56C (para No&ell Net2are!

• T'6F56 (para N5C% 2indows NT% 2indows D + otras plataformas!

• 7E'net (para redes de computadoras 7E' de 7i$ital Equipment 'orp.!

• AppleTal (para computadoras 9acintos*!

• Net5OSFNetE5 (para redes LAN 9ana$er + 2indows NT!

son al$unos de los tipos principales de protocolos de redes en uso.Aunque cada protocolo de red es diferente% todos ellos son capaces de compartir unmismo cableado f0sico.



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Rest ôEste m3todo com/n de acceso a la red f0sica permite a m/ltiples protocolos coe-istirpac0"camente en el medio de red% + permite al constructor de la red el uso deequipamiento com/n para una &ariedad de protocolos.Este concepto es conocido como independencia del protocolo o 1protocol

independence1 lo cual si$ni"ca que los dispositi&os son compatibles en las capas oni&eles f0sico% 1p*+siscal la+er1 + de &0nculo de datos% 1data lin la+er14 permiti3ndole alusuario correr muc*os protocolos diferentes sobre el mismo medio.

Medio

na parte importante del dise)o e instalacin de una red Et*ernet es seleccionar elmedio Et*ernet a mano m#s apropiado. ?a+ cuatro tipos principales de medios en uso*o+@

• 'able 'oa-il Grueso (1T*ic wire1 o 1T*ic Et*ernet1! para redes >;ASED

• 'able 'oa-il 8ino (1T*in wire1 o 1T*in Et*ernet1! para redes >;ASE<

• 6ar Tren,ado Sin 9alla (1ns*ielded Twisted 6air1 o 1T61! para redes >;ASEBT

• 8ibra Optica (18iber optic1! para redes >;ASEB8L o para redes de H0nculos 5nterB

repetidores de 8ibra Optica (18iberBOptic 5nterBrepeater Lin1 o 18O5RL1!.

Esta amplia &ariedad de medios reIeja la e&olucin de Et*ernet + tambi3n demuestrala Ie-ibilidad de la tecnolo$0a.

T*icwire fue uno de los primeros sistemas de cableado utili,ados en Et*ernet pero eradi"cil de trabajar + caro. Este e&olucion al cable coa-il "no% el cual es m#s f#cil detrabajar + menos caro.?o+% los m#s populares esquemas de cableado son >;ASEBT + >;;ASEBTC los cualesutili,an cable par tren,ado sin malla (T6!.Este es similar al cable telefnico + &iene en una &ariedad de $rados% con cada $radosuperior ofreciendo una mejor performance.El cable Ni&el D es el $rado m#s alto + m#s caro% ofreciendo soporte para &elocidadesde transmisin de *asta >;; 9bps.Los cables ni&el + ni&el = son cables menos costosos% pero ofrecen soporte para&elocidades de transmisin menores.'able ni&el puede soportar &elocidades de *asta <; 9bps% mientras que el cable ni&el= soporta &elocidades de *asta >J 9bps.El est#ndar de cableado Et*ernet >;;ASEBT permite soportar &elocidades detransmisin de *asta >;; 9bps sobre cable ni&el =% pero a e-pensas de a$re$ar otrosdos 1pares1 de cables ( pares en &e, de los < pares usados para >;ASEBT!4 para lama+or0a de los usuarios% esto es un esquema sin sentido + en consecuencia >;;ASEB

T *a tenido poca popularidad. 'ables ni&el < + ni&el > no son utili,ados en loscableados de redes.6ara aplicaciones especiali,adas las redes Et*ernet basadas en "bra ptica o >;ASEB8L son los se$mentos m#s populares.El cable de "bra ptica es m#s costoso% pero es insustituible para situaciones donde las

emisiones electrnicas + los ries$os ambientales son un problema a tener en cuenta.El cable de "bra ptica es a menudo utili,ado para aplicaciones interBedi"cio para aislarequipamientos de red de da)os el3ctricos ocasionados por descar$as de ra+os debido aque este no conduce electricidad.



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Rest ôEl cable de "bra ptica puede tambi3n ser /til en #reas donde *a+ $ran interferenciaelectroma$n3tica% como por ejemplo el piso de una f#brica.El est#ndar Et*ernet permite se$mentos de cable de "bra ptica de *asta < ilmetrosde lon$itud% con&irtiendo a la Et*ernet por "bra ptica en la eleccin perfecta para

cone-in de nodos + edi"cios que de otro modo no ser0an alcan,ables por medios deconductores de cobre.

Topologías

Los medios Et*ernet son usados en dos con"$uraciones $enerales o topolo$0as de red4l0nea o 1bus1 + estrella o 1star1.Estas dos topolo$0as de"nen como los 1nodos1 son conectados entre s0.n nodo es por de"nicin un dispositi&o acti&o conectado a una red% como por ejemplouna computadora o una impresora (conectada directamente a una red + no a tra&3s deuna computadora!.

n nodo puede tambi3n ser una parte del equipamiento f0sico de la red% como porejemplo un 1*ub1% 1switc*1 o un 1router1.na topolo$0a tipo 1bus1 consiste de nodos &inculados entre s0 en serie con cada nodoconectado a un lar$o cable o 1bus1.9uc*os nodos pueden entrar al bus + comen,ar a comunicarse con todos los otrosnodos sobre ese se$mento de cable. na ruptura en cualquier parte del cable decomunicacin o 1bus1 causar# entonces% necesariamente% la ruptura de lascomunicaciones + la in operabilidad de la red% *asta tanto esta ruptura sea reparada.Ejemplos de topolo$0as tipo 1bus1 inclu+en los est#ndares de cableado >;ASE< +>;ASED.Los est#ndares de cableado E*ternet >;ASEBT + 8ast Et*ernet usan una topolo$0aestrella o 1star1.Generalmente una computadora est# locali,ada en un e-tremo del se$mento% + el otro

e-tremo termina en un 1*ub1 o concentrador de comunicaciones.7ebido a que T6 es a menudo cableado junto con el cableado telefnico% lalocali,acin f0sica del concentrador suele coincidir con la de los concentradorestelefnicos% o bien estar# (en otros casos! en otros lu$ares donde sea con&enienteconectar se$mentos T6 al 1baccone1 o concentrador central.La &entaja principal de este tipo de redes es su con"abilidad% dado que si al$una deestas cone-iones o se$mentos 1puntoBaBpunto1 se rompe% solo afectar# a los dos nodos&inculados% otros usuarios de computadoras sobre la red continuar#n operando como siese se$mento no e-istiera.

Colisiones

Et*ernet es un medio compartido% de modo que e-isten re$las para el en&0o de

paquetes con el "n de e&itar conIictos + prote$er la inte$ridad de los datos.Los nodos de una red Et*ernet en&0an paquetes cuando ellos determinan que la red noest# en uso. Esta determinacin se *ace esperando un tiempo (cu+a duracin esaleatoria! despu3s del /ltimo paquete que se est# transmitiendo en la red en ese



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Rest ômomento. Transcurrido este tiempo% se determina que la red esta disponible paraefectuar una transmisin.Es posible que dos nodos en locali,aciones f0sicas distantes traten de en&iar datos almismo tiempo.

'uando ambas 6's est#n trans"riendo un paquete a la red al mismo tiempo se produceuna colisin.Este mecanismo es similar al que utili,amos los *umanos al con&ersar% cada unoespera un tiempo (aleatorio! desde que el otro emiti la /ltima palabra antes dedeterminar que termin de decir lo que quer0a + proceder entonces a contestar. Si poral$/n moti&o erramos en la determinacin% *ablaremos los dos al mismo tiempo$enerando una colisin + deberemos detenernos + reBcomen,ar.9inimi,ar las colisiones es un elemento crucial en el dise)o + operacin de redes.El incremento de las colisiones es a menudo el resultado de demasiados usuarios enuna red% lo que produce una notable disminucin en el anc*o de banda efecti&o de lared.Esto puede enlentecer la performance de la red desde el punto de &ista de los usuarios.Se$mentar la red% donde la red es di&idida en diferentes pie,as unidas l$icamente conun 1brid$e1 o un 1switc*1% es una manera de reducir una red superpoblada.

Network Interface Cards

Las Tarjetas Adaptadoras de Red (o 1Networ 5nterface 'ards1% com/nmentemencionadas como N5's!% son utili,adas para conectar una 6' a una red.La N5' pro&ee una cone-in f0sica entre el cable de red + el us interno de la 6'.7iferentes tipos de computadoras tienen diferentes arquitecturas de us.Ranuras o 1slots1 de e-pansin 6'5 (1bus masterin$1 o no! son *allados frecuentementeen 6's :J + 6entiums + ranuras o 1slots1 de e-pansin 5SA (15ndustr+ StandardArquitecture1! o E5SA (1En*anced 5ndustr+ Standard Arquitecture1! son *alladosfrecuentemente en computadoras personales clase =:J o anteriores.

Las tarjetas de interfa, de red &ienen en tres &ariedades b#sicas4 : bits% >J bits + =<bits.'uanto m#s $rande es el n/mero de bits que puede ser transferido por la placa de red%ma+or ser# la &elocidad a la cual la tarjeta adaptadora podr# transferir los datos alcable de red.9uc*os adaptadores N5' cumplen con las especi"caciones 6lu$BandB6la+ (6n6!.En los sistemas 6n6 los adaptadores N5' son con"$urados autom#ticamente sin lainter&encin del usuario% mientras que en los sistemas no 6n6% la con"$uracin es*ec*a manualmente a tra&3s de un pro$rama de puesta en marc*a (1Setup1! +Fomanualmente a tra&3s de 1Kumpers1 o 1756 switc*es1. Aquellas N5' en las cuales elpro$rama de puesta en marc*a o 1Setup1 con"$ura todas las opciones de trabajo de laN5' + las $raba en su memoria RO9 interna se las denomina 1Kumperless1 (del in$l3s1sin Kumper1!.

E-isten tarjetas para soportar casi todos los est#ndares de cableado% inclu+endo el/ltimo ambiente 8ast Et*ernet.Las tarjetas N5' 8ast Et*ernet son a menudo capaces de manejar >;F>;; 9bps% + secon"$urar#n autom#ticamente a la &elocidad apropiada (>; 9bps o >;; 9bps!.



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Rest ô'one-in de red 8ull duple- es otra opcin% donde una cone-in dedicada a un switc*permite a la N5' operar al doble de &elocidad (transmitiendo + recibiendo al mismotiempo% mu+ /tiles por ejemplo en aplicaciones tipo audioBc*attin$ o &ideoBconferencia!.

Hubs/epetidores

?ubsFrepetidores o 1repeaters1 son utili,ados para conectar dos o m#s se$mentosEt*ernet de cualquier tipo de medio.A medida que los se$mentos e-ceden su lon$itud m#-ima% la calidad de la se)alcomien,a a deteriorarse.Los ?ubs pro&een la ampli"cacin de se)al requerida para permitirle a un se$mentoe-tenderse a una distancia ma+or.n *ub toma cualquier se)al entrante + la repite a todos los restantes puertos desalida.Los *ubs Et*ernet trabajan necesariamente en topolo$0as estrella o 1star1 tales como>;ASEBT.

n *ub multiBpuerto de par tren,ado% permite que &arias cone-iones de se$mentos1puntoBaBpunto1 se re/nan en una red.n e-tremo del &0nculo 1puntoBaBpunto1 es conectado al *ub + el otro es conectado a lacomputadora.Si el *ub es conectado al bacbone% entonces todas las computadoras en los e-tremosde los se$mentos de par tren,ado pueden comunicarse con todos los 1*osts1 delbacbone.El n/mero + tipo de *ubs en cualquier dominio de colisin est# limitado por las re$lasde Et*ernet.n *ec*o mu+ importante a tener en cuenta acerca de los *ubs es que ellos solamentepermiten a los usuarios compartir Et*ernet.na red de *ubsFrepetidores o 1repeaters1 se la denomina como 1s*ared Et*ernet1%si$ni"cando que todos los miembros de la red est#n *abilitados para transmisin de

datos sobre una red /nica (o dominio de colisin!. Esto quiere decir que los miembrosindi&iduales de una red compartida obtendr#n solo un porcentaje del anc*o de bandatotal disponible.



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