PDF de programación - Capítulo 2:Redes LAN

Capítulo 2:Redes LAN



1.

Introducción.
1.1. El acceso al medio compartido.
1.2. Conmutación de paquetes.
1.3. La identificación de los equipos.

Í N D I C E

2. Adaptadores de Red.

2.1. Funciones de una tarjeta de red.
2.2. Estructura de una tarjeta de red.

3. Medios de transmisión.

3.1. Medios guiados

a) Cable coaxial
b) Cable par trenzado
c) Cable de fibra óptica

3.2. Medios no guiados.

4. Dispositivos de Interconexión en redes LAN.

Introducción.

4.1.
4.2. Mecanismos de interconexión.

a) Concentradores (Hubs).
b) Conmutadores (Switches).
c) Cortafuegos (Firewalls).
d) Puentes (Bridges).
e) Pasarelas (Gateways).

5. Tipos de Redes LAN.
5.1. Por su topología.
a) Red en bus.
b) Red en anillo.

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c) Red en estrella.
d) Red en estrella jerárquica.
e) Red en árbol.
f) Red en malla.
g) Red celular.

5.2. Por su tecnología física de conexión.

a) Introducción.
b) Redes por cable.
c) Redes Inalámbricas.
Intranet y Extranet.
a) Intranet.
b) Extranet.

5.3.

6.

Interconexión de redes LAN. Las redes MAN
6.1. DQDB
6.2. FDDI.

a) Estándares FDDI.
b) Formato de la trama FDDI.
c) Tráfico en FDDI.
d) Medios de la FDDI.

Ilustraciones

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Anotaciones

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Capítulo 2:Redes LAN



11.. IInnttrroodduucccciióónn..

Hasta ahora hemos estudiado lo que son las redes desde un punto de vista conceptual, su
definición y arquitectura lógica, hemos conocido los distintos tipos de redes realizando una primera
aproximación a las redes locales.

Las redes locales son las estructuras de comunicación entre ordenadores que abarcan un área
limitada: un centro escolar, un campus universitario, una empresa, etc. Son las redes que
encontramos más próximas a nosotros, si bien, hasta ahora, y a través de la conexión a Internet,
hemos tenido un mejor conocimiento de otras tecnologías y otros tipos de redes.

Las características de una red LAN son:
• Zona geográfica limitada: son redes que no se extienden en ámbitos geográficos
amplios, lo que permite que empleen medios de comunicación privados para la
interconexión de ordenadores.

• Los ordenadores comparten un mismo medio de comunicación: Todos

los
ordenadores están conectados a un medio común, por lo que para su utilización deben
competir por él.

• Son redes de difusión: al disponer de un medio compartido pueden enviar mensajes al

resto de los equipos de forma simultánea.

• Redes optimizadas: permiten una gran rapidez y fiabilidad a la hora de transmitir

datos.

El desarrollo de las LAN ha buscado siempre una mayor fiabilidad, rapidez y costes más
asequibles a la vez que se intentaba solucionar los problemas que el medio de comunicación
empleado presentaba.

1.1. El acceso al medio compartido.

Todos sabemos que si varias personas intentan hablar a la vez (podemos pensar en
algunas tertulias televisivas o de radio), es muy difícil que podamos llegar a entender nada. Se
producen interferencias en el mecanismo de comunicación y no llegamos a captar el mensaje,
esto es debido a que un único medio debe repartirse entre los distintos sonidos que se están
emitiendo a la vez y, por lo tanto, las ondas sonoras, al ser de la misma frecuencia se
interfieren. Así, debemos establecer un mecanismo que permita hablar a todos, pero que evite
las interferencias, por ejemplo, un turno de palabra.

Esta misma situación se produce cuando en una red, de medio compartido, pretenden
comunicarse varios ordenadores de formas simultánea, se producen interferencias, colisiones,
en la terminología empleada cuando hablamos de redes de ordenadores.



Secretaría
y Dirección

Aula IES

SERVIDOR

IES 2000

Departamentos

INTERNET



Ilustración 1: Red LAN :En este escenario observamos un servidor del
programa IES2000 al que se puede acceder desde cualquier dependencia
del centro con el fin de utilizar sus datos para la realización de distintas

tareas



Anotaciones

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Capítulo 2



Nota:
Un medio compartido puede ser de banda base (cuando sólo permite transmitir un
flujo de datos o de banda ancha, cuando, debido a unas modificaciones físicas o
eléctricas del medio se permiten enviar varios flujos de datos de forma simultánea.



Por lo tanto, se debe establecer un mecanismo que regule la utilización del medio por cada
uno de los equipos, se debe establecer un método de acceso que garantice la circulación de
los datos sin peligro de colisiones e interferencias o que estas se minimicen. El control de
acceso al medio responde a las cuestiones ¿cómo pongo los datos en la red?, ¿cómo puedo
tomar los datos del medio?

En general, el acceso al medio puede ser realizado de dos formas:
• Acceso por contienda (no determinista): Los ordenadores compiten por el medio
de transmisión, no esperan a tener un permiso, simplemente envían sus datos,
pudiéndose producir choques. Cuando se detecta esta situación,
los
ordenadores esperan un cierto tiempo y vuelven a emitir. Un ejemplo de este
método es CSMA/CD (Método de acceso al medio por detección de portadora,
por detección de colisiones) donde los equipos escuchan hasta que la red no
contiene tráfico y en ese momento envían sus tramas de datos y, si se produjera
una colisión emplearían un algoritmo de demora para volver a emitir.



Nota:

Existe otro sistema con detección de portadora conocido como CSMA/CA (Método
de acceso múltiple por detección de portadora con anulación de colisiones), en el

que un equipo envía una petición para utilizar la red cuando no hay tráfico de manera

que provoca la contención en el envío de datos del resto de los ordenadores
conectados hasta que ha finalizado su transmisión.

• Acceso controlado (determinista): existe un mecanismo de control que gestiona
el tiempo para la transmisión de datos por parte de cada uno de los
ordenadores. Esta función la puede realizar un equipo, o bien puede depender
de la posesión de un testigo que circula de forma regular por la red.

Ilustración 2: Red de cable. Todos los equipos se conectan a un medio
común, el cable, que deben compartir para poder utilizarlo con eficiencia.



Anotaciones



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Capítulo 2:Redes LAN



De estos mecanismos, el más empleado en las redes LAN es el primero, que ha
sido implementado en las redes Ethernet con el protocolo CSMA/CD que se basa
en escuchar si la red está ocupada y emitir si no se detecta portadora (que se esté
emitiendo un mensaje).
1.2. Conmutación de paquetes.



La velocidad a la que se transmiten los datos es altísima, próxima a la velocidad de la luz,
lo que supone que la comunicación entre equipos puede considerarse, prácticamente,
instantánea.


Para pensar:


Prueba a realizar un ping a un equipo de tu red, o a tu proveedor de servicios de internet,
o a un sitio web situado en Nueva Zelanda, es probable que la contestación no tarde más

de 400 milisegundos en llegar.

La orden ping seguida de una dirección de un sitio web o IP nos indica si podemos
conectar con ese equipo y la calidad de la conexión medida en tiempo de respuesta y

paquetes perdidos.

Para ejecutar esta orden debemos abrir una ventana en modo sistema MS-DOS en

entorno windows o modo consola en Linux.

Por lo tanto, cuando se transmiten pequeños mensajes de datos, apenas si la red está
ocupada unos milisegundos. Sin embargo, si los paquetes de datos son muy grandes, o es
muy alto el número de equipos que desean transmitir, nos encontramos con el problema de
que la red sí estaría ocupada un periodo amplio de tiempo en función, sobre todo, del ancho
de banda del canal de transmisión (cantidad de datos emitidos por unidad de tiempo) y del
tamaño de los paquetes de datos.

Para evitar este problema se han ideado distintos sistemas:
• Conmutación de paquetes: Los datos son divididos en paquetes de menor
tamaño de manera que se permite alternar el envío de datos desde distintos
equipos.

• Conmutación de celdas: Es una solución similar a la anterior, si bien, en este

caso, el formato de los paquetes (en este caso celdas), debe ser homogéneo.

• Conmutación de circuitos: Se establece una conexión permanente entre el
equipo que transmite y el que recibe hasta que finaliza la transmisión de datos,
momento en el que queda libre el canal.

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Ilustración 3: La conmutación de paquetes permite dividir un mensaje
en segmentos más corto de manera que se consiga una mayor eficiencia

en la transmisión de datos



Anotaciones



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Evidentemente, las redes LAN, al tener que emplear un medio compartido, deben
utilizan la técnica de conmutación de paquetes (Ethernet, Token ring) o de celdas
(ATM) puesto que si se creara una conmutación de circuitos el canal estaría siempre
ocupado.



Nota:

La conmutación de circuitos es el método que emplean las comunicaciones
telefónicas. Si hay dos personas hablando, no se puede comunicar con ellas puesto

que el canal para acceder a esos teléfonos está ocupado por la conversación que

mantienen en ese momento.

Podrían perder un mensaje o una información importante por tener el teléfono
ocupado.

1.3. La identificación de los equipos.

Hemos indicado