El módem es el dispositivo que permite a un ordenador enviar y recibir información a través de la red telefónica conmutada, que transmite señal analógica. Para la transmisión de la información a través del módem, existe gran cantidad de estándares. Tenemos dos tipos: los que se refieren a la comunicación entre el ordenador y el módem denominada interfaz módem-terminal y los que especifican el tipo de comunicación entre dos módem a través de la red telefónica y otro tipo de red de área extensa. Algunos ejemplos de adaptadores de red son:
Módem RDSI:
interconecta el ordenador a la red digital RDSI.
Módem xDSL:
se utiliza para conectar con una línea xDSL.
Módem cable:
se usa para conectar el equipo a las redes de cable coaxial. El uso de la comunicación por módem está descendiendo hoy en día debido a la comunicación ADSL.Las comunicaciones a través del módem se realizan utilizando el protocolo PPP. A este protocolo se le llama así porque está diseñado para controlar la comunicación entre dos sistemas que están conectados en los dos extremos de un cable. Estos dos sistemas son por un lado, el módem del usuario y por otro, la centralita de comunicación de la empresa que provee la línea de comunicación.
TARJETAS DE RED
Otro dispositivo muy importante en la instalación de una LAN es la tarjeta de red. Básicamente realiza la función de intermediario entre el ordenador y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con el ordenador se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.
Los pasos que sigue una tarjeta de red para transmitir la información por el medio son los siguientes:
- Determinar la velocidad de transmisión, la longitud del bloque de información y el tamaño de la memoria intermedia.
- Convertir el flujo de bits en paralelo a una secuencia en serie.
- Codificar la secuencia de bits en serie formando una señal eléctrica adecuada.
La tarjeta de red conectada al equipo ofrece por la cara que queda visible al exterior la conexión a la red, además de otros indicadores de estado. Partes de una tarjeta de red:
Procesador principal:
realiza las operaciones de comunicación, en base a los protocolos establecidos.Conexión con el bus:
es la vía de comunicación entre la tarjeta de red y el bus de sistema del ordenador.Zócalo ROM BIOS:
se utiliza para insertar una memoria ROM que permite al ordenador obtener el sistema operativo de la red y arrancar si no dispone de unidades de disco.Transceptor:
es el dispositivo encargado de dar acceso al medio de transmisión de la red cuando el ordenador desea enviar o recibir datos.Conector Wake on LAN:
este conector comunica mediante un cable la tarjeta con la placa base del ordenador y permite el arranque de esa estación enviando órdenes desde otra estación diferente.Indicadores de estado:
permite comprobar el estado actual de la comunicación. Aunque diferentes fabricantes usan nombres distintos, podemos nombrarlos como LNK, que se enciende si hay conexión con la red; ACT luce si la tarjeta está enviando o recibiendo datos y COL indica si se ha producido una colisión.
Las tarjetas de red también se utilizan para la conexión con redes inalámbricas. Los adaptadores de red inalámbricos más utilizados son de tipo WiFi o Bluetooth.
Los adaptadores WiFi de tipo PCMCIA están diseñados para conectar con redes inalámbricas existentes o para permitir que los equipos donde se conectan gestionen sus propias redes de pequeño tamaño (ad-hoc). En una red Ad-hoc, existe un equipo que gestiona todas las comunicaciones entre los equipos conectados a ellas y que funciona de forma parecida a un punto de acceso inalámbrico.
Los dispositivos de comunicación Bluetooth están diseñados para transmitir información de una forma muy limitada en radios de alcance de unos pocos metros.
Uno de los protocolos de intercambio de datos más utilizado en los equipos que disponen de dispositivos Bluetooth es OBEX.
Bluetooth PAN, también conocido como WPAN/Bluetooth, pertenece al estándar IEEE 802.15, en concreto al grupo de trabajo 1.
Una red Bluetooth WPAN está formada, como mínimo, por una red piconet, que está compuesta por un equipo maestro encargado de controlar las comunicaciones y hasta siete equipos esclavos. A un equipo maestro de una red piconet también se le conoce como GN, por su parte, a los equipos clientes de una red piconet también se les conoce como PANU.
Cada red piconet se puede enlazar con otras para formar una red scatternet. En estas redes, el equipo maestro, también conocido como NAP, se encarga de realizar labores de proxy, encaminador o puente entre las redes que conecta.
La instalación y la configuración de una tarjeta de red dependen del sistema operativo que tenga el equipo.
REPETIDORES Y AMPLIFICADORES
Cuando las distancias entre estaciones son muy elevadas y los efectos de la atenuación resultan intolerables, es necesario utilizar dispositivos que restauren la señal a su estado original y permitan que el receptor la recoja en condiciones. Estos dispositivos son los repetidores y los amplificadores.
Los repetidores se utilizan en transmisión digital, mientras que los amplificadores, en transmisión analógica. Tanto unos como otros incluyen una entrada que recibe la señal y una salida que devuelve la señal reconstruida.
Los repetidores y amplificadores también están limitados en varios aspectos. En primer lugar, los tramos de cable que los separan tienen siempre una longitud máxima. En segundo lugar, una señal no puede atravesar un número infinito de amplificadores.
CONCETRADORES DE CABLEADO
Una red local en bus utiliza solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas. Este método complica el mantenimiento de la red, ya que si falla algún enlace, toda la red deja de funcionar.
Para impedir estos problemas, determinadas redes locales utilizan concentradores de cableado, también llamados repetidores multipuerto, para realizar las conexiones de las estaciones. En vez de distribuir las conexiones, el concentrador las centraliza en un único dispositivo, manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red. Un inconveniente que plantea el uso de concentradores es que, si estos fallan, el funcionamiento de la red se verá comprometido.
Existen dos tipos de concentradores de cableado:
Concentradores pasivos:
actúan como un simple concentrador, cuya función principal consiste en interconectar toda la red.Concentradores activos:
además de su función básica de concentrador, también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas.
Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones para las estaciones y para unirse a otros concentradores. La topología de la red será en este caso de estrella, con el concentrador de cableado como centro de ella.
Hay que tener en cuenta que los concentradores de cableado tienen un número limitado de puertos a los que se conectan las estaciones, por lo que estará limitado en número las que pueden formar una red local.
A la topología formada por la distribución del cableado de la red se le llama topología física.
Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta carácterística se le llama topología lógica: hay dos tipos principales:
Concentradores con topología lógica en bus (HUB):
estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus, enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas. En este caso, el bus se comporta como un medio de difusión, por lo que la información que envía una estación la reciben todas las demás.Concentradores con topología lógica en anillo (MAU):
se comportan como si la red fuera un anillo, enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.Concentradores VPN:
se utilizan para crear redes privadas virtuales que permitan la comunicación de equipos cliente conectados a Internet.
La conexión de un HUB con otro HUB se realiza a través de unos enlaces especiales denominados cruzados. En algunos casos, el puerto de cruce del HUB no dispone de ese botón y siempre está activo y suele marcarse con el nombre uplink. Hay que tener en cuenta que, si se conectan dos HUB a través de los puertos de cruce activos, el enlace no es cruzado y, por lo tanto, no hay conexión. Las conexiones entre HUB se pueden realizar de dos formas: en cascada o en estrella.
Además de los puertos de cruce, se pueden utilizar latiguillos cruzados para realizar conexiones entre concentradores. En este caso, es posible conectarlos a cualquiera de los puertos del HUB.
La conexión de una MAU con otra se realiza a través de dos puertos especiales etiquetados RI y RO. La entrada de una debe conectarse con la salida de la otra, y la última con la primera.
Al contrario que las conexiones entre HUB, los enlaces que conectan las MAU son siempre paralelos. Sin embargo, los puertos de entrada y salida del anillo en estos dispositivos no se pueden utilizar para conectar estaciones.
PUNTOS DE ACCESO INALÁMBRICOS
Las redes inalámbricas están comenzando a implantarse hoy en día ya que se ha producido una bajada en los costes y un aumento en el rendimiento.
En una red inalámbrica existen dos tipos de dispositivos:
Tarjetas de red inalámbricas:
son los dispositivos que comunican las estaciones con la red.Puntos de acceso:
son dispositivos que realizan la misma función que un concentrador de cableado, es decir, centralizar las conexiones de la red. Sin embargo, estos dispositivos funcionan sobre una red sin cables, aunque todas las conexiones de los equipos que tiene en su radio de alcance van a parar a ellos.
Las redes inalámbricas de tipo infraestructura requieren de la existencia de un punto de acceso inalámbrico que gestione todas las comunicaciones. Sin embargo, las redes de tipo ad-hoc no requieren de la existencia de estos dispositivos, ya que los propios ordenadores que llevan instalados adaptadores inalámbricos pueden realizar estas funciones.
Existen muchos tipos de puntos de acceso dependiendo del tipo de red sobre el que funcionan, aunque a algunos de ellos no se les llama así.
Para que una red inalámbrica extienda su radio de acción, es necesario que cada punto de acceso tenga una cobertura suficiente para llegar a todos los equipos. A su vez, estos equipos también deben tener la potencia necesaria para poder enviar datos a los puntos de acceso.
Para ampliar las zonas de cobertura, también es posible utilizar diferentes tipos de antenas conectadas a los puntos de acceso.
En la instalación de los puntos de acceso hay que estudiar la dificultad que va a tener la señal para llegar a los distintos lugares donde se van a encontrar los adaptadores de red.
Otro aspecto a tener en cuenta para realizar una correcta instalación tiene que ver con las interferencias que pueden generar otros aparatos cercanos.
Si es necesario dar servicio a un área amplia con una red inalámbrica, será necesario instalar varios puntos de acceso que la cubran.
Hay que tener en cuenta que establecer diferentes canales de comunicación para puntos de acceso cercanos no evita que se puedan producir interferencias.
INTERCONECIÓN DE REDES DISTINTAS
Muchas organizaciones tienen diferentes LAN aisladas en sus departamentos que desean conectar. El problema fundamental radica en que esas LAN tienen distintas topologías y diversos métodos de acceso al cable, por lo que no es posible utilizar cableado, repetidores o concentradores para interconectarlas directamente.
Los dispositivos de interconexión de redes que sean capaces de apartar la comunicación entre distintos tipos de redes: los puentes, los encaminadores y las pasarelas.
PUENTES
El elemento genérico que permite interconectar redes de diferentes topologías y diferentes protocolos a nivel MAC y a nivel de enlace se llama puente. Este dispositivo realiza las adaptaciones necesarias de una LAN a otra.
Un puente es un elemento de interconexión entre redes que está formado por dos conectores diferentes, cada uno de ellos enganchado a la red correspondiente.
Al contrario que un concentrador, un puente se comporta como un filtro en la red, ya que sólo pasan por él las tramas que van desde una estación de una red a otra estación de la otra red. El puente conoce cuáles son los equipos que están conectados a ambos lados de él. En el caso de que el puente no conozca al destinatario del mensaje, entonces lo enviará a través de todos sus puertos menos por donde le llegó, siguiendo el mismo funcionamiento que un concentrador, lo que se conoce como inundación.
La estructura interna de un puente está formada por dos partes principales. En cada una de ellas, se encuentran los protocolos de nivel físico y nivel de enlace las LAN que interconecta.
Un puente posee normalmente dos puertos para conectar dos redes distintas.
Un puente se puede utilizar, además de para interconectar dos LAN diferentes, para permitir un mayor rendimiento de ellas.
Los puentes pueden construirse de dos formas: por hardware o por software. Un puente hardware es un dispositivo específico para interconectar LAN. Un puente software es un ordenador que se comporta como tal. En el se deben instalar dos tarjetas de red además de un programa informático que le confiere el comportamiento de puente.
Existen varios tipos de puentes, dependiendo de las redes que interconecten:
Puentes de 802.X a 802.Y:
este tipo de puentes permiten conectar redes de tipo IEEE802. Estos puentes suelen descartar tramas problemáticas y la mayoría de las veces necesitan de la reconfiguración de algunos parámetros de las dos LAN que interconectan.Puentes transparentes:
consisten básicamente en un puente que permita la transparencia completa, es decir, que, para instalarlo, no sea necesario ninguna modificación en las redes locales donde se va a instalar.Puentes remotos:
se trata de puentes que permiten interconectar dos o más LAN que se encuentran separadas a una gran distancia.
Un punto de acceso inalámbrico también puede ser considerado como un puente cuando dispone de puertos RJ-45 que conectan con la red cableada.
ENCAMINADORES
El dispositivo que se utiliza para interconectar redes que operan con una capa de red diferente es el encaminador (router). Dado que el encaminador funciona en el nivel de red, los protocolos de comunicación de ambos lados del encaminador deben ser iguales y compatibles con los niveles superiores al de red.
En una red de área extensa, cualquiera de las estaciones intermedias en la transmisión de un mensaje se considera un encaminador. Su función básica es dirigir los paquetes que recibe hacia su destino.
El encaminador se utiliza en las siguientes condiciones:
- Proporciona seguridad a través de sofisticados filtros de paquetes.
- Integra diferentes tecnologías de enlace de datos.
- Permite la existencia de diferentes rutas alternativas contra congestiones y fallos en las comunicaciones.
El encaminador deberá tener un “mapa” donde figure la topología de la red.
Los encaminadores que trabajan sobre redes reales pueden soportar el uso de diferentes protocolos de encaminamiento, incluso de forma simultánea.
Un encaminador puede tener muchos puertos diferentes según sea el tipo de redes que conecta. Si el equipo no dispone de alguno de los puertos que necesitamos, es posible que tenga capacidad de ampliación de puertos adicionales. En este caso el encaminador dispondrá de una o varias ranuras de expansión (slots), que se usan para añadir módulos con una gran variedad de puertos y funciones adicionales.
Los tipos de puertos que podemos encontrar en un encaminador son:
Serie:
se utilizan para que el equipo se conecte a un módem y así tener acceso a una red de área extensa. La comunicación entre el encaminador y el módem se realiza de la misma forma que si se realizara entre un ordenador y un módem. Las conexiones serie entre dos encaminadores están destinadas a simular la conexión de dos encaminadores a través de una red de área extensa.RDSI BRI:
se trata de puertos utilizados para conectar con la red RDSI.DSL:
son conexiones con redes del tipo xDSL, como ADSL, que utilizan puertos RJ-11 para las conexiones de la línea.Cable:
son puertos que utilizan conectores F para comunicar con las redes de cable.Consola:
se trata de una conexión utilizada para configurar el encaminador, que resulta imprescindible cuando éste se utiliza por primera vez, aunque no todos disponen de este tipo de puerto. Esta conexión suele ser serie y tiene la forma de un puerto RS-232 o RJ-45 en un extremo, mientras que en el otro es RS-232.
Un encaminador es un sistema que dispone de algoritmos bastante complejos para calcular y establecer las mejores rutas, renviar los mensajes, informar a los encaminadores vecinos sobre el estado de la red y permitir cambios en su configuración inicial. La memoria principal suele estar dividida en varios tipos, que almacenan diferentes tipos de información:
Memoria volátil:
esta memoria se borra cuando se apaga el equipo y almacena las tablas de encaminamiento, tablas de resolución ARP, mensajes recibidos que deben ser reenviados a su destino, etc.Memoria no volátil:
esta memoria no se borra cuando se apaga el encaminador y almacena la configuración del dispositivo, que puede modificarse en cualquier momento.Memoria flash:
esta memoria tampoco se borra cuando se apaga el encaminador y contiene el código del sistema operativo. Aunque esta memoria también se puede modificar, no suele hacerse tan a menudo como la memoria no volátil.Memoria de sólo lectura:
esta memoria no se puede borrar ni modificar e incluye los programas de autodiagnóstico y arranque del encaminador, de la misma forma que la memoria BIOS funciona en un ordenador convencional.
PASARELAS
Dentro del ámbito de Internet y la arquitectura TCP/IP una pasarela es un dispositivo que se encarga del encaminamiento de la información y la interconexión de redes diferentes.
Sin embargo, la definición genérica de pasarela es el dispositivo que permite interconectar redes que utilizan arquitecturas completamente diferentes con el propósito de que intercambien información.
Existen dos tipos principales de pasarelas: las pasarelas a nivel de transporte y las pasarelas a nivel de aplicación.
Las pasarelas son capaces de comunicar redes con diferentes arquitecturas: TCP/IP, ATM, OSI, X.25, etc. Estos dispositivos deberán resolver diferentes problemas de comunicación, como pueden ser:
Tipo de conexión:
una red puede utilizar un servicio orientado a la conexión y la otra sin conexión.Direccionamiento:
puede ser necesaria la utilización de una tabla de conversión de direcciones de estaciones.Tamaño del mensaje:
una red puede tener un tamaño máximo de mensaje diferente a la otra. En ese caso habrá que limitar el tamaño máximo o fragmentar los mensajes.Control de errores:
una red puede descartar con facilidad los mensajes ante problemas o mantenerlos en circulación durante demasiado tiempo.
OTROS DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES
CONMUTADORES
Un conmutador es otro dispositivo que permite la interconexión de redes a nivel de enlace de datos. A diferencia de los puentes, los conmutadores sólo permiten conectar LAN que utilizan los mismos protocolos y su principal función consiste en segmentar una red para aumentar su rendimiento.
Cuando un conmutador conecta varias redes o varias estaciones crea varios medios compartidos en cada uno de sus puertos. A esos “medios compartidos” se les denomina dominios de colisión.
En algunas condiciones puede ser necesario conectar varios conmutadores entre sí para crear diferentes rutas alternativas que lleguen a los mismos destinos.
REDES TRONCALES
Una red troncal es una red utilizada para interconectar otras redes. Permite la comunicación de varias LAN o segmentos.
Las redes troncales suelen ser de alta capacidad y, como ha demostrado la experiencia, permiten un mayor rendimiento de las conexiones LAN de una empresa.
Para interconectar varios segmentos de red a una red troncal, son necesarios dispositivos adicionales que permitan adaptar las diferentes señales, conectores, cableados, protocolos, etc., por lo que no se pueden utilizar dispositivos como repetidores o concentradores, sino que hay que utilizar puentes o encaminadores.
COMPARACIÓN ENTRE LOS DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN
El encaminador crea diferentes dominios de colisiones separados en cada red y puede interconectar LAN con diferentes protocolos. Por tanto, se puede usar tanto un conmutador, como un puente, como un encaminador para segmentar una LAN y aumentar su capacidad de transmisión. A la hora de decidir cual de ellos instalar, se tendrá en cuenta los siguientes criterios:
- Si la aplicación requiere soporte para rutas redundantes, envío inteligente de paquetes, control de la seguridad en las comunicaciones o el acceso a una red de área extensa, se debe seleccionar un encaminador.
- Si la aplicación sólo requiere incrementar ancho de banda para descongestionar el tráfico o conectar redes diferentes, un conmutador o un puente será probablemente la mejor elección, ya que procesan y envían los mensajes a mayor velocidad.
Aunque el funcionamiento interno de un puente y un conmutador son completamente distintos, cuando conectan dos LAN iguales su comportamiento frente a éstas es prácticamente idéntico. Cuando se segmenta una red, se puede utilizar indistintamente un puente o un conmutador. Sin embargo, la opción de utilizar un conmutador para segmentar una LAN es más aconsejable.
INSTALACIÓN DE DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN
La instalación de un dispositivo de interconexión de red requiere, en primer lugar, de la selección de su ubicación. En instalaciones domésticas o pequeñas organizaciones, el dispositivo de interconexión se ubica normalmente en el lugar donde se encuentran los ordenadores. Sin embargo, en organizaciones más grandes, será necesario realizar una planificación de antemano, siguiendo las normas que existen sobre instalaciones de cableado.
Los dispositivos de interconexión de red deben aflojarse en armarios de distribución. Los dispositivos de interconexión se montan dentro de los armarios usando una estructura en rack y conectados mediante paneles de distribución. La organización interna de un armario de comunicaciones consiste en atornillar todos los elementos a unas barras verticales convenientemente perforadas. Los dispositivos se conectan a los paneles de conexiones utilizando latiguillos de una longitud reducida. Éste método permite organizar más fácilmente el cableado en el interior del armario de comunicaciones. Además de dispositivos como concentradores o conmutadores, los armarios de distribución también pueden incluir ordenadores que funcionan como servidores también montados en rack. Éste método permite limitar el número de cables intermedios que debe atravesar la señal entre un equipo y un servidor.