PDF de programación - Dominio 3: Dispositivos de red

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CompTIA Network+ N10-005
Dominio 3: Dispositivos de red


Los cables forman lo que se llama el tejido de una red “LAN”, pero la única función que tiene un
cable es el de llevar señales de un dispositivo a otro. En este dominio se tocarán y se aprenderá
acerca de los diferentes dispositivos de red que son enlazados por los cables.



Adaptadores de interfaz de red

Un adaptador de interfaz de red es una implementación de equipo del protocolo de “LAN” en el nivel
de enlace de datos “data-link”. Virtualmente, cada computadora que se vende hoy día tiene un
adaptador de Ethernet incorporado en su “motherboard”, pero los adaptadores de red también están
disponibles en forma de tarjetas de expansión internos que se conectan en la computadora o externos
que se conectan en un puerto “Universal Serial Bus” (USB).

NOTA: Adaptadores de interfaz de red que son diseñadas en tarjetas de expansión son comúnmente
conocidas como tarjetas de interfaz de red o más frecuentes llamadas “NICs” (Network Interface Cards).
En los principios del “LAN”, antes que los adaptadores fueran incorporados en el diseño del
“motherboard” una tarjeta era la única manera de añadir una adaptador de red a una computadora y el
uso del término “NIC” empezó a ser tan común que muchas personas al día de hoy la utilizan, aún cuando
se refiere a un adaptador integrado.

Las tarjetas “NICs” tiene conectores apropiados para los “buses” de expansión en una computadora, tales
como “PCI” (Peripheral Component Interconnect) y muchos de ellos en la actualidad pueden soportar
otros tipos de “buses”. Adaptadores externos tienen puertos “USB” 2.0 que se usan para conectarlos a la
computadora en el puerto “USB”. Adaptadores que son incorporados en el “motherboard” tiene su
propia conexión PCI al sistema de “bus”.



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En los inicios de Ethernet era común para un adaptador de interfaz de red que tuviera múltiples
conexiones como se puede ver en la figura de arriba. Una configuración típica tenía un conector “RJ-45”
para una velocidad 10Base-T, un conector “BCN” para conexiones de Thin-Ethernet y un conector “AUI”
(Attachement Unit Interface) para conectar un cable transceptor o transmisor. Esto permitía a los
administradores adquirir una tarjeta adaptadora para poder utilizar cualquiera de las tres formas de red.
Sin embargo, solamente se podía utilizar un tipo de conexión a la vez y no dos o tres a la vez.

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Además de los conectores, otros componente en una interfaz de red que es de mucha ayuda a un
administrador de red es “LED” (Light emittings diode), usualmente localizada cerca de los conectores del
cable. Dependiendo de sus capacidades, un adaptador puede tener uno o hasta cuatro luces “LED”, en las
funciones que provee “LED” se incluyen:



“Link”: El enlace o “link” es una señal que el adaptador de interfaz de red intercambia
con otro dispositivo de red conectado directamente, indicando la presencia uno con el
otro. Cuando se conecta un adaptador tal como un “hub” o un “switch”, por ejemplo, la
luz “LED” en ambos dispositivos brilla constantemente, indicando que hay una conexión
activa. Siempre y cuando los dos dispositivos estén conectadora a una fuente de energía,
el indicador de enlace de “LED” pudiera estar funcionando, aún si la computadora
estuviera apagada.


 Velocidad “Speed”: Muchos adaptadores de interfaz de red (conocidos como “switches”

y “hubs”) soportan múltiples velocidades de transmisión y los dispositivos que
normalmente utilizan “LED” para indicar la velocidad que el dispositivo está utilizando en
ese momento. En algunos casos, el indicador “LED” brillara en diferentes colores que
representa diferentes velocidades. En otros casos, el indicador “LED” pudiera estar
prendido para una velocidad establecida y apagado si se detecta otra velocidad.


 Actividad “Activity”: Algunos adaptadores de red tienen indicadores “LED” que

parpadean cuando la unidad está transmitiendo o recibiendo datos. Esto puede ser una
herramienta valiosa en el momento de resolver una situación o problema. El indicador de
“LED” de enlace o “link” indica que dos dispositivos están correctamente cableados entre
sí, pero un indicador “LED” de actividad indica que los dispositivos están listos para enviar
o recibir datos.


 Colisión “Collisions”: Las colisiones ocurren cuando dos nodos en una red de Ethernet

transmiten al mismo tiempo. Un cierto número de colisiones es normal y algunos
adaptadores de red viejos tiene indicadores “LED” que parpadean cuando el sistema
detecta una colisión en la red. Muchos adaptadores modernos no vienen con esta
función.

Muchos de los adaptadores de interfaz de red también tiene direcciones de “hardware” (conocidos como
“Media Access Control o MAC address) permanentemente asignadas por los fabricantes. Estas
direcciones tienen un valor permanente en formato hexadecimal de 6 bytes o 48 bits almacenada en
memoria de solo lectura.

Los primero tres bytes de una dirección consisten en un identificador único organizacional
“Organizationally Unique Identifier” (OUI) que es asignado al fabricante por el “Institute Electrical and



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Electronics Engineers” (IEEE). Los segundos tres bytes son valores únicos generados por el mismo
fabricante. El protocolo de enlace de datos (data-link) utiliza estas direcciones para únicamente para
identificar cada nodo en la red.

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Adaptadores de interfaz de red junto con los controladores (drivers) del dispositivo permiten que la
computadora tenga acceso al adaptador e implementar completamente el protocolo de enlace de datos
que la computadora utiliza para comunicarse con la red LAN.

Existen dispositivos de impresión disponibles con adaptadores de Ethernet incluido de fábrica o interfaz
de red inalámbrica, frecuencia de diseño modular, que se conectan en la ranura de expansión apropiada.
También, hay dispositivos externos, como “print servers”, que contienen adaptadores de interfaz de red,
así como conexiones para dispositivos de impresión.

La más reciente aplicación desarrollada para un adaptador de interfaz de red es el “Storage Area
Network” (SAN), el cual se especializa en red de servidores y dispositivos de almacenaje de datos, arreglo
de discos y unidades de almacenaje adjuntas a la red “Network Attached Storage” (SAN). Dispositivos en
este tipo de red, típicamente, utilizan protocolos que son diferentes de aquellas redes de “LAN”, tales
como, canales de fibra (Fibre Channel) o “iSCSI”, pero que utilizan el mismo principio básico de
adaptadores de red.



Funciones de los Adaptadores de interfaz de Red

Aunque es obvio que la función principal del adaptador de interfaz de red es proporcionar una
computadora con acceso al medio de red, también realiza muchas otras funciones. En la secuencia
siguiente se describen las funciones básicas de un adaptador de red cuando se conecta una computadora
a una red “LAN”. Las funciones se presentan en el orden indicado para un adaptador de transmisión de
datos por la red. Para los datos de red entrantes, las funciones se presentan en orden inverso:



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1. “Data Transfer”: Es la parte superior en la pila del protocolo “OSI” desde el “Application
Layer” hasta “Network Layer”. Existe solo en la memoria de las computadoras. Como el
sistema pasa los datos hacia abajo desde la capa de red a la capa de enlace de datos,
transfiere los datos de la memoria del sistema al adaptador de interfaz de red mediante
el uso de una tecnología como el sondeo, programado de “input/output” (I/O), “interrupt
I/O”, o “direct memory Access” (DMA).


2. “Data Buffering”: Adaptadores de interfaz de red transmiten y reciben de datos de una

estructura (frame) a la vez, por lo que deben contar con memoria integrada para servir
como un espacio de “buffer” para las estructuras parcialmente formados. Adaptadores
tienen “buffers” independientes para datos entrantes y salientes, cuyo tamaño depende
del modelo de adaptador. Una estructura de Ethernet es 1500 bytes, por lo que la
cantidad mínima típico de memoria intermedia es de 4 kilobytes (KB), 2 para los datos
entrantes y 2 para los salientes. Adaptadores de alto rendimiento, como los utilizados en
los servidores, pueden tener más memoria “buffer”.


3. “Data Encapsulation”: Para el tráfico saliente, los adaptadores de interfaz de red y sus

respectivos controladores son responsables de construir la estructura en la capa de
enlace de datos alrededor de la información pasada hacia abajo a las demás capas desde
el protocolo de “network layer”. Para el tráfico que entra, el adaptador realiza un cálculo
de una verificación con ciclos redundantes “Cyclical Redundancy Check” (CRC) utilizando
el valor en la estructura del encabezado para confirmar que el paquete haya llegado
intacto. Acto seguido, el adaptador corta la estructura de la capa de enlace de datos y
pasa la información que se encuentra dentro al protocolo de “network layer” apropiado.


4. “Media Access Control” (MAC): El adaptador de interfaz de red implementa el

mecanismo de MAC del protocolo de la capa de enlace de datos. En una red de Ethernet,
el mecanismo de “MAC” es llamado “Carrier Sense Multiple Access with Collision
Detection” (CSMA/CD). El mecanismo de “MAC” se asegura que los nodos accedidos a la
red la compartan de manera ordenada, intente prevenir una colisión de paquetes que se
produzcan y detecte las colisiones de manera oportuna cuando ocurran.


5. “Parallel/Serial Conversion”: Adaptadores de interfaz de red conectada al bus de

sistema de un ordenador a menudo utilizan la comunicación en paralelo para acceder al
centro de la memoria del sistema, enviando y recibiendo múltiples bits a la vez. (La
excepción a esto es “PCI Express”, que es un diseño de bus serie de varios carriles.) La red
de “LAN Baseband” uti