dispositivos de interconectividad

Facultad de Tecnología – Carrera de Ing. de Sistemashttp://www.usfx.edu.bo

CAP II: Dispositivos deInterconectividad

Docente: Ing. Marco A. Arenas P.

Carrera de TelecomunicacionesGestion: 1/2013


Contenido Mínimo

1. Introducción2. Redes LAN3. Dispositivos de una topología LAN4. Redes WAN5. Dispositivos de una topología WAN


Introducción


Introducción

Se denomina red de computadoras una serie dehost autónomos y dispositivos especialesintercomunicados entre sí. Ahora bien, esteconcepto genérico de red incluye multitud de tiposdiferentes de redes y posibles configuraciones delas mismas, por lo que desde un principio surgió lanecesidad de establecer clasificaciones quepermitieran identificar estructuras de redconcretas.


Introducción Según su cobertura ó alcance de la red, se

clasifican en: Red de área personal (PAN) Red de área local (LAN) Red de área local virtual (VLAN) Red de área metropolitana (MAN) Red de área amplia (WAN) Red de área de almacenamiento (SAN)

En este capítulo nos enfocaremos principalmenteen los dispositivos LAN y WAN


Infraestructura de Red

La infraestructura de la red, es la plataforma dered compuesta de componentes físicos y lógicosnecesarios para que funcione una red.

Los componentes físicos o hardware de una redson: Los dispositivos Finales (hosts) Intermedio (dispositivos de red)

Los medios de transmisión.


El Hardware: Dispositivos de Red

Los dispositivos de networking son todos aquellosque se conectan de forma directa a un segmentede red: Los dispositivos de usuario final (Finales): Incluyen los computadores, impresoras, escáneres, y demás

dispositivos que brindan servicios directamente al usuario. Los dispositivos de red (Intermedios): Son todos aquellos que conectan entre sí a los dispositivos de

usuario final, posibilitando su intercomunicación.



Los componentes lógicos (software) de una redson: Los protocolos de comunicación Sistema operativo de red

Por lo tanto las redes utilizan dispositivos, mediosy procesos y servicios


Infraestructura de Red Representación de los elementos de red


Redes LAN


Introducción

Las redes de área local LAN (Local Area Network), sonredes de datos de alta velocidad con un bajo nivel deerror que interconectan estaciones de trabajo, Pc´spersonales, impresoras y otros dispositivos, dentro de unárea geográfica limitada y proporcionan servicios yaplicaciones compartidos entre los usuarios dentro deuna estructura organizacional común, como unaempresa, un campus. Generalmente pertenecen a unasola organización.


Red de Área Local (LAN)


Componentes de una red LAN típica

Computadores (servidores, estaciones de trabajo, PC.) Tarjetas de interfaz de red, también se denominan NIC (Network

Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entreel computador y la red de comunicación

Dispositivos periféricos, Medios de networking, constituido por el cableado y los conectores

que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos másutilizados son el cable de par trenzado, par de cable, cable coaxial yla fibra óptica.

Dispositivos de interconexión, Repetidores, Hubs, Bridges o puentes,Switch LAN

Sistema Operativo de Red (NOS)


Componentes de una red LAN típica


Características Importantes de la LAN

Generalmente usan tecnología broadcast (difusión) con el medio detransmisión compartido por todos los dispositivos de la red(Actualmente introducción de sistemas de conmutación).

Capacidad de transmisión a alta velocidad desde los 10 Mbps(Ethernet), 100 Mbps (Fast Ethernet), hasta 10 Gbps (10 Giga bitsEthernet)

Extensión generalmente no abarca más de una fábrica, campus oedificio, puede llegar a los 2 Km, con el uso de repetidores y otrosdispositivos de interconexión (FFDI llega a 200 Km).

Cableado específico (de cobre o de fibra), instalado normalmente apropósito, permitiendo un control completo sobre el entorno y lascondiciones de instalación.



Alta confiabilidad y bajas tasas de error. Como consecuencia delalcance limitado y del control en su cableado, las redes localessuelen tener un retardo muy bajo en las transmisiones (decenas demicrosegundos) y una tasa de errores muy baja.

Uso de un medio de comunicación privado, presentes en entornoscorporativos, oficina, universidades, fábricas, etc.

No suelen utilizar medios de telecomunicaciones suministradas poroperadores externos.

La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el hardware y elsoftware

Gran variedad y número de dispositivos conectados



Actualmente para aumentar el rendimiento de las LAN, se utilizan losSwitch LAN (LAN conmutadas) para dividir una LAN en variossegmentos, con lo que el ancho de banda disponible para cada unoes mayor.

Y también se utiliza en la actualidad para construcción de LAN, latecnología ATM (Asynchronous Transfer Mode), típicamente de redesWAN.

Posibilidad de conexión con otras redes.


Tipos de LAN

Existen la siguientes clasificaciones: LAN Compartidas LAN Conmutadas LAN Virtuales – VLAN Red de Área de Almacenamiento (SAN)


Tipos de LAN


Dispositivos de una TopologíaLAN


Introducción Hay una variedad de dispositivos en las redes LAN,

cumpliendo varias funciones, en sus diferentes topologíasLAN:


Medios La comunicación a través de una red es transportada por

un medio. El medio proporciona el canal por el cual viaja elmensaje desde el origen hasta el destino.

Las redes actuales utilizan principalmente tres tipos demedios para interconectar los dispositivos y proporcionarla ruta por la cual pueden transmitirse los datos. Estosmedios son: Hilos metálicos (cobre) dentro de los cables, Fibras de vidrio o plásticas (cable de fibra óptica), Transmisión inalámbrica.


Medios


Medios En los hilos metálicos, los datos se codifican dentro de impulsos

eléctricos que coinciden con patrones específicos. Las transmisionespor fibra óptica dependen de pulsos de luz, dentro de intervalos de luzvisible o infrarroja. En las transmisiones inalámbricas, los patrones deondas electromagnéticas muestran los distintos valores de bits.

Los diferentes tipos de medios de red tienen diferentes característicasy beneficios. No todos los medios de red tienen las mismascaracterísticas ni son adecuados para el mismo fin. Los criterios paraelegir un medio de red son: la distancia en la cual el medio puede transportar exitosamente una señal, el ambiente en el cual se instalará el medio, la cantidad de datos y la velocidad a la que se deben transmitir, el costo del medio y de la instalación.


Dispositivos del Usuario Final


Tipos de dispositivos decomputación


Dispositivos del Usuario Final

La tendencia es tener mayor movilidad


ServidoresEspecializados


Dispositivos de Red


Dispositivos de Red LAN


Función de los dispositivos en lascapas OSI

Los hosts y los servidores operan en las Capas 2-7; dondeejecutan el proceso de encapsulamiento.

Las tarjetas NIC se consideran dispositivos de Capa 2porque en ellas se encuentra la dirección MAC, pero,como a menudo administran la señalización y lacodificación, también son dispositivos de Capa 1

Repetidores y hubs se consideran dispositivos activos deCapa 1 debido a que actúan sólo sobre los bits y necesitanenergía.

Los cables y paneles de conexión y otros componentes deconexión se consideran componentes pasivos de Capa 1porque simplemente proporcionan una ruta conductora.



Puentes y Switches se consideran dispositivos de Capa 2ya que utilizan la información de Capa 2 (dirección MAC)para tomar decisiones con respecto a si deben enviarpaquetes o no. También operan en la capa 1 para permitirque los bits interactúen con los medios.

Routers se consideran dispositivos de Capa 3 ya que usandirecciones de Capa 3 (de red) para seleccionar lasmejores rutas y para conmutar paquetes hacia la rutaadecuada. Las interfaces del router operan en las capas 2y 1, así como también en la capa 3.


Tarjeta de Interfaz de Red - NIC Los dispositivos host están físicamente conectados con los

medios de red mediante una tarjeta de interfaz de red(NIC).

Una NIC puede ser es una placa decircuito impreso.

También se denomina adaptadorde red.

Las NIC para computadoresportátiles por lo general tienen eltamaño de una tarjeta PCMCIA


NIC Cada NIC individual tiene un código único, denominado

dirección de control de acceso al medio (MAC). Estadirección se utiliza para controlar la comunicación de datospara el host de la red. Tal como su nombre lo indica, laNIC controla el acceso del host al medio


Dispositivos de Capa 1


Repetidores Son dispositivos de Capa 1 física, del modelo OSI, actúan

sólo a nivel de los bits y no tienen en cuenta ningún otrotipo de información

El término repetidor se refiere a un dispositivo con un solopuerto de "entrada" y un solo puerto de "salida".

Están relacionados con la especificación de las señaleseléctricas u ópticas que se transmiten por el cable.

Se utiliza para interconectar dos segmentos de cable enuna red extendida, hace posible que una serie desegmentos de cables se comporte como un solo cable.

Los repetidores reciben señales de un segmento de red yamplifican, regeneran y retransmiten esas señales haciaotro segmento de la red.


Repetidores Estas acciones evitan deterioro en la señal provocado por

la presencia de tramos de cable de gran longitud y lacantidad de dispositivos conectados a la red

No filtran ni procesan tráfico. Retransmiten y amplificanademás de las señales los disturbios eléctricos y demáserrores a todos los segmentos de la red que interconectan.

Sólo un camino entre dos estaciones a través de losrepetidores.

Son baratos y fáciles de instalar El total de repetidores y segmentos de red que se pueden

conectar esta limitado por la temporización y otrosproblemas.


Fortaleciendo la señal enviada ya sea por telégrafo, teléfono,microondas y por fibra óptica.

Procesan la información a nivel de Bits (PDU) El estándar IEEE 802.3 implementa un regla para el Nro de

repetidores –> 5-4-3 (En backbones de acceso compartido ytopología de árbol)

Esta regla divide 2 tipos de segmentos: Poblados (de usuarios) yNo Poblados (enlaces de conexión de repetidor a repetidor)

Al implementar esta regla se garantiza que la señal alcancecualquier punto de la red dentro de una longitud de tiempoespecificada.

“Demasiada Latencia en la LAN incrementa la cantidad de ColisionesTardias”

Repetidores


Repetidores:


Repetidores:

Regla de los 4 repetidores:


Transceiver

“Transceiver” y “Receiver” de señaleselectrónicas, son repetidores especializados

Conecta diferentes tecnologías de Medios Un MUA (“Media Attachment Unit”), se puede

considerar como un “Transceiver” o “Repetidor”especializado


Hubs:

Dispositivo de la Capa Física dado que sólo regeneranla señal y la envían por medio de broadcast – difusión atodos los puertos (conexiones de red).

El propósito de un hub es regenerar y retemporizar lasseñales de red. Esto se realiza a nivel de los bits paraun gran número de hosts (por ej.4, 8 o incluso 24)utilizando un proceso denominado concentración

Esta definición es muy similar a la del repetidor, es porello que el Hub también se denomina repetidormultipuerto (Concentrador). La diferencia es la cantidadde cables que se conectan al dispositivo.


Hubs:

Lo que reciben lo transmiten por todos sus puertos. Transmisiones simultáneas provocan colisiones. El ancho de banda se reparte entre los usuarios de la

red. Cuántos más dispositivos están conectados al hub,

mayores son las probabilidades de que haya colisiones.Las colisiones ocurren cuando dos o más estaciones detrabajo envían al mismo tiempo datos a través del cablede la red. Cuando esto ocurre, todos los datos secorrompen. Cada dispositivo conectado al mismosegmento de red se considera un miembro de undominio de colisión.


Procesa la información a nivel de Bits (Capa 1) Utilizado para conectar varios equipos en un solo

punto (topología estrella)– 10 BASE-T– 100 BASE -T

Un Hub permite cambiar de topología (de Bus aEstrella)

Se repite la señal a todos los puertos, menos dedonde vino.

Hubs


PASIVOS:– Solo sirven como punto de conexión física– No amplifican o limpian la señal (solo comparten los medios físicos)– No requieren de energía eléctrica

ACTIVOS:– Amplifican la señal, para ello requieren de energía eléctrica

INTELIGENTES: “SMART HUBS”– Tb funcionan como los hubs activos, pero incluyen un chip

microprocesador y capacidad de diagnosticar las fallas (más costosos)

Tipos de Hubs


Topología con Hubs


Dispositivos de Capa 2


Puente - Bridge

Dispositivo que opera en la Capa Enlace de Datos, (Capa 2) Conecta dos segmentos de red (dividiendo una red – más

manejables y con menor tráfico) Filtra el tráfico (tramas) local basado en las direcciones MAC

(físicas) de los Equipos Crea un lista de direcciones MAC (tabla de puenteo) para la

toma de decisiones inteligentes:1. Filtrar, al mismo segmento o al otro conocido2. Inundar, si desconoce la dirección destino, hacia todos los

segmentos3. Copiar, la trama en otro segmento y un destino conocido


Creando lo que aparenta ser una sola red muy grande pero contráfico segmentado.

Cada dispositivo de networking tiene una dirección MAC exclusivaen la NIC, el puente rastrea cuáles son las direcciones MAC queestán ubicadas a cada lado del puente y toma sus decisionesbasándose en esta lista de direcciones MAC.

Sólo manejan direcciones de procedencia y destino a nivel MAC,chequean errores y realizar modificaciones a la trama antes deenviarla (tales como añadir o quitar campos de la cabecera denivel de enlace).

Son transparentes a los protocolos de nivel superior. Pueden unir LAN de igual o de diferente topología.

Puentes (Bridge)


Usualmente poseen diferentes interfaces para cableado lo cualpermite diferentes medios de comunicación.

Los puentes pueden ser locales (unen LAN directamente) oremotos (conectan LAN a través de WAN).

Los puentes pueden ser simulados por software en una estaciónque posea dos o más tarjetas de red.

Pueden ser dedicados o no. Soportan varios medios físicos: coaxial, UTP, STP, fibra óptica,

etc. Capacidad de filtrar, con velocidades en torno a 15-20.000

tramas/s Gestionables de forma local o remota. Normalmente con gestión

abierta (SNMP)

Puentes (Bridge)


Carecen de la escalabilidad necesaria para construirredes de gran tamaño pues no seleccionan rutas

El aspecto de los puentes varía enormemente según eltipo de puente. Aunque los routers y los switches hanadoptado muchas de las funciones del puente, estossiguen teniendo importancia en muchas redes.

Tradicionalmente, el término puente se refiere a undispositivo con dos puertos. Sin embargo, tambiénexisten puentes con 3 o más puertos. Lo que realmentedefine un puente es el filtrado de tramas de capa 2 y lamanera en que este proceso se lleva a cabo realmente.

Puentes (Bridge)


Topología con Puente


Un switch, al igual que un puente, es un dispositivo queopera en la capa 2 del modelo OSI y reenvia lospaquetes en base a la dirección MAC.

El switch se denomina puente multipuerto, así como elhub se denomina repetidor multipuerto, pero mássofisticado, ya que deciden el puerto de salida(conmutación – alivia la congestión en las LANs).

La diferencia entre el hub y el switch es que losswitches toman decisiones basándose en lasdirecciones MAC y los hubs no toman ningunadecisión.

El switch puede combinar la conectividad de un hubcon la regulación de tráfico de un puente en cadapuerto (conecta múltiples segmentos de red).

Switches LAN - Conmutadores


Un switch es un dispositivo de propósito especialdiseñado para resolver problemas de rendimiento en lared, debido a anchos de banda pequeños yembotellamientos.

El switch puede agregar mayor ancho de banda, acelerarla salida de paquetes, reducir tiempo de espera porpuerto.

El switch segmenta la red dentro de pequeños dominiosde colisiones, obteniendo un alto porcentaje de ancho debanda para cada estación final (por puerto).

Al segmentar la red en pequeños dominios de colisión,reduce o casi elimina que cada estación compita por elmedio, dando a cada una de ellas un ancho de bandacomparativamente mayor (mediante la microsegmentación y un algoritmo de puenteo en los puertosdel Switch).

Switches LAN - Conmutadores


Switch

Los Switches procesan tramas como PDU. Los Switches son mucho más veloces y pueden admitir LAN

virtuales. La mayor ventaja es que varios usuarios pueden

comunicarse en paralelo usando circuitos virtuales ysegmentos de red dedicados, en un entorno virtualmente sincolisiones.


Switch – CaracterísticasTabla de conmutaciónMicrosegmentación de la Red


Topología con Switch


Topología con Switch

Los nodos se conectan directamente En una LAN en la que todos los

nodos están conectadosdirectamente al switch, el throughputde la red aumenta notablemente. Lastres principales razones de esteaumento son: Ancho de banda dedicado a cada puerto Entorno libre de colisiones Operación full-duplex


Equipo de Capa 3

Switch Multicapa

Router


Routers - Encaminadores

Dispositivo de propósito general diseñado para segmentar la red, conla idea de limitar tráfico de brodcast y proporcionar seguridad, controly redundancia entre dominios individuales de brodcast, tambiénpuede dar servicio de firewall y un acceso a una WAN.

Los routers operan en la capa 3, capa de Red, del modelo OSI y tienemás facilidades de software que un switch. Al funcionar en una capamayor que la del switch, el ruteador distingue entre los diferentesprotocolos de red, tales como IP, IPX, AppleTalk o DECnet. Esto lepermite hacer una decisión más inteligente que al switch, al momentode reenviar los paquetes.

Los propósitos principales de un router son: examinar los paquetesentrantes (datos de capa 3), elegir cuál es la mejor ruta para ellos através de la red y luego conmutarlos hacia el puerto de salidaadecuado.


Routers

El router es responsable de crear y mantener tablas de enrutamientopara cada capa de protocolo de red, estas tablas son creadas ya seaestáticamente o dinámicamente. De esta manera el ruteador extraede la capa de red la dirección destino y realiza una decisión de enviobasado sobre el contenido de la especificación del protocolo en latabla de ruteo.

La inteligencia de un router permite seleccionar la mejor ruta,bajándose en grupos de direcciones de red (Clases) encontraposición con las direcciones MAC de Capa 2 individuales.

La desventaja es que el proceso adicional de procesado de framespor un ruteador puede incrementar el tiempo de espera o reducir eldesempeño del router cuando se compara con una simplearquitectura de switch.


Routers

Los routers son los dispositivos de regulación de tráfico másimportantes en las redes de gran envergadura. Permiten queprácticamente cualquier tipo de computador se pueda comunicar conotro computador en cualquier parte del mundo. Los routers tambiénpueden ejecutar muchas otras tareas mientras ejecutan estasfunciones básicas.

Los routers también pueden conectar distintas tecnologías LAN deCapa 2, como por ejemplo Ethernet, Token-Ring y FDDI.

Así como conectar LAN a WAN, dada su aptitud para enrutarpaquetes basándose en la información de Capa 3, los routers se hantransformado en el backbone de Internet, ejecutando el protocolo IP.


Router – Capa 3

Puede utilizarse para conectar diferentes equipos de capa 2 y diferentestopologías.

Toma sus decisiones basadas en direcciones de red lógicas (Ej. IPAddresses).

Provee conectividad a la LAN hacia la WAN. El Router contiene broadcast y segmentan la red LAN Brinda servicios locales de resolución de Direcciones (como ARP) Segmenta la Red (Subredes como estructuras) 2 Funciones Principales del Router?


Router - Topologia


Switches L3 Son los switches que, además de las funciones tradicionales de la capa

2, incorporan algunas funciones de routing, como por ejemplo ladeterminación de un camino basado en informaciones de capa de red ysoporte a los protocolos de routing tradicionales (RIP, OSPF, etc).

Los conmutadores de capa 3 soportan también la definición de redesvirtuales (VLAN), y según modelos posibilitan la comunicación entre lasdiversas VLAN sin la necesidad de utilizar un router externo.

Por permitir la unión de segmentos de diferentes dominios de difusión obroadcast, los switches de capa 3 son particularmente recomendadospara la segmentación de redes LAN muy grandes, donde la simpleutilización de switches de capa 2 provocaría una pérdida de rendimientoy eficiencia de la LAN, debido a la cantidad excesiva de usuarios.


Switches L3


Nubes – The Cloud

La nube es una colección de equipos que operan en todoslos niveles (1 - 7) del modelo OSI

Se utiliza para representar un gran grupo de equipos cuyodetalle no es pertinente a la situación o descripción en esemomento.

Así por ejemplo nos ayuda a identificar una gran redinterconectada como es Internet.


Nubes – The Cloud


Segmentos de Red Como ocurre con muchos términos y siglas,

segmento tiene varios significados. El diccionariodefine el término de la siguiente manera: Una sección distinta de algo. Una de las partes en las que una entidad, o cantidad se

divide o es marcada por límites naturales o algo similar aun límite natural.


Segmentos de Red En el contexto de la comunicación de datos, se utilizan las

siguientes definiciones: Sección de una red limitada por puentes, routers o switches En una LAN que usa topología de bus, un segmento es un circuito

de corriente continua que con frecuencia se conecta a otrossegmentos similares con repetidores.

Término usado en la especificación TCP para describir una solaunidad de capa de transporte de información. Los términosdatagrama, mensaje, y paquete también se usan para describiragrupamientos de información lógicos en varias capas del modelo dereferencia OSI y en varios círculos tecnológicos.


Segmentos de Red

En networking, hay distintos tipos de segmentos. El significado del termino “segmento” depende del contexto


Segmento de Red

1. Sección de una red limitada por puentes, routers oswitches.

2. En una LAN (topología de bus), es un circuito de corrientecontinua que con frecuencia se conecta a otros segmentossimilares con repetidores.

3. En la especificación TCP para describir una sola unidad decapa de transporte de información.

Definición correcta del término "segmento".


Segmentos de Red


Segmentos de Red:Dominios de Colisión y Difusión

Ejemplo

4 redes distintas = 4 dominios de colision, 4 dominios de broadcast1 swicth = 4 dominios de colision, 1 dominio de broadcast1 hub = 1 dominio de colision 1 dominio de broadcast

Ventajas con las VLANs

•Switches de capa 2 poseen la capacidad de crear redes virtuales•Permite la división lógica de un switch en varios dominios de broadcast•Reducción de la necesidad de routers.


Elementos esenciales del flujode datos

El flujo de datos se centra en la forma en que las tramas sepropagan a través de la red.

Se refiere al movimiento de datos a través de losdispositivos de Capa 1, 2 y 3 y a la manera en que los datosdeben encapsularse para poder realizar esa travesía enforma efectiva.

Recuerde que los datos se encapsulan en la capa de la redcon una dirección de origen y destino IP, y en la capa deenlace de datos con una dirección MAC origen y destino.



Dispositivos de Capa 1 no funcionancomo filtros

Dispositivos de Capa 2 filtran tramasde datos basados en la direcciónMAC destino.

Dispositivos de Capa 3 filtranpaquetes basados en la dirección IPdestino.

El flujo de datos en una red enrutadabasada en IP.


Elementos esenciales del flujo de datos

Unidades de datos de protocolo (PDU) y elencapsulamiento

varios protocolos le agregan información en cada nivel


Propagación y conmutación de lospaquetes dentro del router

A medida que un paquete pasa por la internetwork a sudestino final, los encabezados y la información final de latrama de Capa 2 (dominio de broadcast) se eliminan y seremplazan en cada dispositivo de Capa 3. Esto sucedeporque las unidades de datos de Capa 2, es decir, lastramas, son para direccionamiento local. Las unidades dedatos de Capa 3 (los paquetes) son para direccionamientode extremo a extremo.

En el momento en que se recibe una trama en la interfazdel Router, se extrae la dirección MAC destino. Se revisala dirección para ver si la trama se dirige directamente a lainterfaz del Router, o si es un broadcast. En cualquiera delos dos casos se acepta la trama. De lo contrario, sedescarta la trama ya que está destinada a otro dispositivoen el dominio de colisión.


Propagación y conmutación de lospaquetes dentro del router


Redes WAN


Introducción Las redes de Área Amplia WAN (Wide Area Network) son redes de

comunicación de datos que cubre un área geográfica relativamenteamplia, un país o continente y generalmente utilizan lasinstalaciones de conexión y transmisión proporcionadas porproveedores de servicios de telecomunicaciones.

Por lo general, una WAN interconecta dos ó más redes LANseparadas por grandes distancias geográficas, a través de una redde proveedores de servicios de telecomunicaciones (subred óinterred).

Esta subred está formada por una serie de líneas de transmisión(enlaces WAN) interconectadas por medios de routers y dispositivosde acceso al enlace. Las WAN llevan a cabo el intercambio depaquetes y tramas de datos entre routers y switches, entre las LANque soportan.


Redes WAN


Características de las WAN Operan dentro de un área geográfica mayor que el área en la que

operan las redes LAN locales. Utilizan los servicios de proveedoresde servicios de telecomunicaciones.

Usan conexiones seriales de diversos tipos para acceder al anchode banda dentro de áreas geográficas extensas.

Arquitectura basada en la interconexión de diferentes estaciones(hosts) empleando un conjunto de nodos encaminadores (routers)interconectados entre sí mediante un enlace de tecnologíaWAN(subred).

Estos nodos encaminadores tienen como función encaminar lainformación de un host de origen a un host de destino. A cada unode estos nodos puede conectarse uno o varios hosts remotos o unared de área local LAN.


Características de las WAN Las WAN conectan dispositivos separados por áreas geográficas

extensas. Entre estos dispositivos se incluyen: Routers: ofrecen varios servicios, entre ellos internetworking y puertos de

interfaz WAN. Switches: utilizan al ancho de banda de las WAN para la comunicación de voz,

datos y video. Módems: servicios de interfaz con calidad de voz. (CSU/DSU) unidades de

servicio de canal y unidades de servicio de datos que realizan interfaz conservicios T1/E1.Adaptadores de Terminal y Terminación de red 1 (TA/NT1) querealizan interfaz con los servicios de la Red digital de servicios integrados (RDSI)

Servidores de comunicaciones: concentran la comunicación de usuarios deservicios de acceso telefónico

Las redes WAN se implementan casi siempre con enlaces punto apunto, con la excepción de los enlaces vía satélite, que utilizantransmisión broadcast.


Características de las WAN

Hasta tiempos recientes las conexiones WAN secaracterizaban por su lentitud, costo y tasa de erroresrelativamente elevada. Con la introducción de fibrasópticas y líneas digitales en las infraestructuras de lascompañías portadoras las líneas WAN han reducidoapreciablemente su tasa de errores; también se hanmejorado las capacidades y reducido los costos.


Componentes de una red WAN típica

Una red WAN típica esta compuesta de: Dos o más redes de área local (LANs) independientes. Routers conectados a cada LAN Dispositivos de acceso al enlace (Link access devices, LADs)

conectados a cada router. Enlaces interred de área amplia conectados a cada LAD Interred o subred, combinación de routers, LADs, y enlaces La interred combinada con las LANs crea la WAN



Ejemplos de LAD (Dispositivos de acceso alenlace) Módems Data service unit/channel service unit (DSU/CSU). Terminal adapter (TA). Packet assembler/disassembler (PAD). Frame Relay access device (FRAD)


Tipos de WAN

Existen la siguientes clasificaciones, según sutecnología: Dedicadas Conmutadas (por circuitos y paquetes) Inalámbricas (terrestres y satelitales) Con acceso Internet (VPNs)


Dispositivos de redes WAN


Introducción

También existen varios dispositivos que forma parte deuna red WAN: Modems Routers Switches WAN Servidores de Comunicaciones


Modems

Un módem (del inglés Modulator Demodulator) es undispositivo que sirve para enviar una señal llamadamoduladora mediante otra señal llamada portadora.

Estos incluyen dispositivos CSU/DSU y TA/NT1 que haceninterfaz con los servidores ISDN.


Modems

Función: El modulador emite una señal denominadaportadora. Generalmente, se trata de una simple señaleléctrica sinusoidal de mucha mayor frecuencia que laseñal moduladora. La señal moduladora constituye lainformación que se prepara para una transmisión (unmódem prepara la información para ser transmitida, perono realiza la transmisión). La moduladora modifica algunacaracterística de la portadora (que es la acción demodular), de manera que se obtiene una señal, queincluye la información de la moduladora. Así eldemodulador puede recuperar la señal moduladoraoriginal, quitando la portadora.


Modems


CSU/DSU

Un CSU/DSU (Channel Service Unit/Data Service Unit), es undispositivo de interfaz digital (a veces 2 dispositivos separados) usadopara conectar un DTE (Data Terminal Equipment) como un router, aun circuito digital por ejemplo mediante una línea dedicada T1, haciauna red de portadora conmutada o dedicada.

La CSU es responsable de la conexión a la red detelecomunicaciones, mientras que la DSU es responsable de manejarla interfaz con el DTE.

Una CSU / DSU es el equivalente del módem para toda una LAN


CSU/DSU


Tipos de Modems


Tipos de Modulación

Dependiendo de si el módem es digital o analógico se usauna modulación de la misma naturaleza.

Para una modulación digital se tienen, por ejemplo, lossiguientes tipos de modulación: ASK, (Amplitude Shift Keying, Modulación por desplazamiento de

amplitud) FSK, (Frecuency Shift Keying, Modulación por desplazamiento de

frecuencia) PSK, (Phase Shift Keying, Modulación por desplazamiento de fase)


Tipos de Modulación

Para una modulación analógica se tienen, por ejemplo, lossiguientes tipos de modulación: AM Amplitud Modulada. FM Frecuencia Modulada. PM Phase Modulation. Modulación de fase


Adaptadores de terminal RDSI en una WAN

Un adaptador de terminal (TA) RDSI es un dispositivo quese utiliza para realizar las conexiones de la interfaz deacceso básico (BRI) RDSI a otras interfaces.


Routers

Aunque se pueda usar un router para segmentar las LAN,su uso fundamental es como dispositivo WAN. Los routerstienen interfaces LAN y WAN. De hecho, los routers secomunican entre sí por medio de conexiones WAN. Losrouters son la columna vertebral de las grandes redesinternas y de Internet.


Principales Funciones delRouter Path Determination, es el proceso de evaluar la dirección de destino (ej.

Dirección IP) de una paquete para decidir por cual puerto se enviara elpaquete.

Mediante Packet Switching, el router re-encapsula el paquete deacuerdo a las necesidades específicas del protocolo para el puertoespecífico y envía el paquete hacia el puerto destino.

Una internetwork correctamente configurada brinda lo siguiente: Direccionamiento coherente de extremo a extremo Direcciones que representan topologías de red Selección de la mejor ruta Enrutamiento estático o dinámico. Conmutación.


Routers

Una de las funciones de un router en una WAN es enrutar lospaquetes en la capa 3, pero esta también es la función de un router enuna LAN. Por lo tanto, el enrutamiento no es estrictamente una funciónde un router en la WAN.

Cuando un router usa los protocolos y los estándares de la capa deenlace de datos y física asociados con las WAN, opera comodispositivo WAN. Las funciones principales de un router en una WAN,por lo tanto, no yacen en el enrutamiento sino en proporcionar lasconexiones con y entre los diversos estándares de enlace de datos yfísico WAN. Por ejemplo, un router puede tener una interfaz RDSI queusa encapsulamiento PPP y una interfaz serial que termina en unalínea T1 que usa encapsulamiento de FrameRelay.

El router debe ser capaz de pasar una corriente de bits desde un tipode servicio, por ejemplo el RDSI, a otro, como el T1, y cambiar elencapsulamiento de enlace de datos de PPP a Frame Relay.


Routers


Switches WAN

Se conectan al ancho de banda WAN para lacomunicación de voz, datos y video.

Estos dispositivos multipuerto del la capa 2 del modeloOSI, que normalmente conmutan tráfico como de FrameRelay, X.25, SMDS (Servicio de Datos MultimegabitConmutado)

Filtran, envían e inundan las tramas basándose en ladirección destino de cada trama.


Switches WAN


Servidor de Comunicaciones

También existen varios dispositivos que forma parte deuna red WAN: Modems Routers Switches WAN Servidores de Comunicaciones



Servidor del acceso remoto (RAS): controla las líneas de módem delos monitores u otros canales de comunicación de la red para que laspeticiones conecten con la red de una posición remota, respondellamadas telefónicas entrantes o reconoce la petición de la red yrealiza la autentificación necesaria y otros procedimientos necesariospara registrar a un usuario en la red, concentran la comunicación deusuarios de acceso telefónico entrante y de acceso remoto a una LAN.

Pueden tener una mezcla de interfaces analógicas y digitales. Admitira cientos de usuarios al mismo tiempo.


Otros dispositos WAN


Interredes - Internetwork

Si bien las clasificaciones de redes antes estudiadastienen interés como medio de sistematizar su estudio, esobvio que en la realidad casi nunca se da uno de esostipos en estado puro.

Por ejemplo, una LAN (que normalmente será una red detipo broadcast) casi siempre dispondrá de un router que lainterconecte a una WAN (que generalmente consistirá enun conjunto de enlaces punto a punto).

Esta interconexión de tecnologías diferentes se conocecomo ‘internetwork’ (que podríamos intentar traducircomo ‘interredes’).



El router que interconecta redes diferentes está físicamente conectadoa todas las redes que se desean interconectar



Es posible que los siguientes términos sean sinónimos:internetwork, red de datos y red.

Una conexión de dos o más redes de datos forma unainternetwork: una red de redes.

También es habitual referirse a una internetwork como unared de datos o simplemente como una red, cuando seconsideran las comunicaciones a alto nivel.

El uso de los términos depende del contexto y delmomento, a veces los términos pueden serintercambiados.


Resumen

(Gateways ó Pasarelas)

Facultad de Tecnología – Carrera de Ing. de Sistemashttp://www.usfx.edu.bo 140140140

Email:[email protected]:[email protected]

Ing. Marco Antonio. Arenas Porcel

dispositivos de interconectividad

Technology