REDES

“En la mente del principiante hay

muchas posibilidades; en la mente

del experto hay pocas.”

1

MAT-401

Mg. Sc. Miguel Cotaña

Terminología de redes

• Una red es un sistema de elementos

conectados: odenadores, pantallas de video,

impresoras, etc.

• Para facilitar su estudio, las redes se pueden

clasificar en:

Redes de Área Local (LAN);

Redes de Campús;

Redes de Área Metropolitana (MAN);

Redes de Área Extensa (WAN).

2

Dispositivos de red

3

Topologías de red

La configuración física, es decir la

configuración espacial de la red, se

denomina topología física. Los diferentes

tipos de topología son:

Topología de bus;

Topología en estrella;

Topología en anillo;

Topología en árbol;

Topología en malla.

4

Topologías de red

5

Componentes físicos de una red

• Las redes se construyen con dos tipos de

elementos de hardware: nodos y enlaces.

• Los nodos: generalmente son computadores

de propósito general (aunque los routers y

switches utilizan hardware especial, los

diferencia lo que hace el software).

• Los enlaces: se implementan en diversos

medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra

óptica y el espacio (enlaces inalámbricos). 6

Un nodo (una aproximaxión)

CPU

Cache

Memoria

Adaptador

de

Red

La memoria NO es infinita

Es un recurso escaso

Todos los nodos se conectan a la

red a través de un adaptador de

red. Este adaptador tiene un

software (device driver) que lo

administra

La velocidad de la CPU

se dobla cada 18 meses,

pero la latencia de la

memoria se mejora sólo

un 7% cada año

En una primera aproximación un nodo

funciona con la rapidez de la memoria

no con la rapidez del procesador.

¡el software de red debe cuidar

cuántas veces accede la información

puesta en la RAM! 7

El adaptador de red

Network Adapter Card ó Network

Interface Card (NIC)

8

El adaptador de red

• Tarjeta de expansión que se instala en un

computador para que éste se pueda conectar

a una red.

– Proporciona una conexión dedicada a la red

– Debe estar diseñada para transmitir en la

tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debe

tener el adaptador correcto para el medio

(conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde

será conectada (PCI). 9

Tarjetas 10/100/1000 Mbps • Cada tarjeta 10BaseT, o

100BaseTX (ó 10/100/1000)

está identificada con 12

dígitos hexadecimales

(conocida como MAC

address).

Ethernet = 10Mbps

FastEthernet = 100Mbps

GigabitEthernet = 1000Mbps

• Esta dirección es utilizada

por la capa 2 (capa de enlace

de datos: DLL) del modelo

OSI para identificar el nodo

destino y origen de los datos

02:60:8c:e8:52:ec

Fabricante

de la tarjeta

10

Componentes del adaptador de red

• El adaptador de red sirve como interface entre el

nodo y la red, por esto puede pensarse que tiene

dos componentes:

– Una interface al BUS del computador que sabe como

comunicarse con el host.

– Una interface al enlace (cable o antena) que habla de

manera correcta el protocolo de la red.

• Debe existir una forma de comunicación entre

estos dos componentes para que puedan pasar los

datos que entran y salen del adaptador. 11

Componentes del adaptador de red

CPU

Cache

Memoria

RAM

Adaptador de Red

Interface

al BUS

Interface

al Enlace

BUS E/S

del nodo

Enlace

de la

RED

Sabe cómo hablar con la CPU,

recibe las interrupciones del nodo y

escribe o lee en la RAM

Sabe utilizar el protocolo de nivel

de enlace (capa 2, modelo OSI)

Buffers para intercambio de datos

12

El “driver” de la tarjeta

• La tarjeta de red requiere de un driver en

software para poder comunicarse con el

sistema operativo. Provee las siguientes

funciones:

– Rutina de inicialización de la tarjeta;

– Rutina de servicios de interrupción;

– Procedimientos para transmitir y recibir frames

de datos;

– Procedimientos para el manejo de status,

configuración y control de la tarjeta . 13

Componentes físicos de una Red

Cableado estructurado

“Una red LAN nunca puede ser mejor

que su sistema de cableado”

14

• Se define Cableado estructurado como un método para crear un organizado sistema de cableado que pueda ser fácilmente entendido por instaladores, administradores de red, técnicos y en general el personal que interactúa con el cableado.

• Conjunto de recomendaciones para el desarrollo de un sistema de cableado flexible que permita integrar múltiples servicios como lo son el de voz, datos y video dentro de un edificio.

15

ANSI/TIA/EIA-569A

16

17

18

19

Beneficios del Cableado Estructurado

1.- Proporciona flexibilidad

Independencia del fabricante

Mayor facilidad de movimientos, añadiduras y modificaciones

Conectividad de “Sistema Abierto”

2.- Mejor recuperación de inversión

Mayor duración de vida del sistema

Menor costo del ciclo de vida

20

Estándar EIA/TIA-568

• Especifica un sistema de cableado

multiproposito independiente del fabricante

– Definido en julio de 1991, la última versión es

la 568-B (1 de abril de 2001);

– Ayuda a reducir los costos de administración

– Simplifica el mantenimiento de la red y los

movimientos, adiciones y cambios que se

necesiten;

– Permite ampliar la red. 21

ANSI/TIA/EIA-568-B.1

• La norma ANSI/TIA/EIA-568-A se reorganizó en trés estándares

técnicos:

– 568-B.1, General Requirements (Requerimientos del sistema)

– 568-B.2, 100 Ohm Balanced Twisted-Pair Cabling Standard (cobre)

– 568-B.3, Optical Fiber Cabling Component Standard (fibra óptica)

• Las especificaciones ofrecidas son para cableado categoría 5e (la

categoría 5 no es tenida más en cuenta), 6 y 7.

• En fibra óptica, las especificaciones son para fibra y cables

50/125 µm y conectores con diseños SFF (Small Form Factor) son

permitidos, además de los conectores 568SC

• El término „telecommunications closet‟ fue reemplazado por

„telecommunications room‟ y „permanent link‟ fue reemplazado por

„basic link‟ como la configración de prueba 22

Subsistemas del cableado

• Estándar EIA/TIA-568 especifica seis

subsistemas:

– Conexión del edificio al cableado externo

(acometida del sistema de telecomunicaciones);

– Cuarto de equipos;

– Cableado vertical (Backbone);

– Armario de Telecomunicaciones;

– Cableado Horizontal;

– Área de trabajo. 23

Cuarto de equipos Ambiente controlado para los equipos de

telecomunicaciones, el hardware de

conexión, las cajas de uniones, las

instalaciones de aterramiento y los

dispositivos de protección que se necesiten.

Debe proporcionar la interconexión

principal o la intermedia usada en la

jerarquía del cableado backbone. 24

Cableado horizontal • Usualmente esta en un mismo piso ya sea en el

suelo, por la pared o en el techo;

• Incluye las tomas/conectores, el cable

horizontal y los distribuidores a los que se

conecta en el armario (patch panel).

• Contiene la mayor cantidad de cables

individuales en el edificio pues conecta cada

estación de trabajo al armario de

telecomunicaciones. 25

Distribuidor de piso

L1 L2

100m max. L3 = 90m L1+ L2 + L4 = 10m

TO

L3 L4=3m

Especificación Canal

Especificación Enlace

Punto de

transición

(Opcional)

[]Brad-Rex

G

igaP

lus

Plu

s /4

8

Equipamiento

LAN []Brad-Rex

G

igaP

lus

Distancias permisibles

26

Backbone • Es el camino principal por donde se transporta la

información y se conectan los centros de cableado;

• Comprende todo el cableado entre armarios de

telecomunicaciones, cuarto de equipos,

instalaciones de entrada y edificios;

• Incluye los cables, las terminaciones mecánicas de

los cables y los distribuidores intermedios;

• La vida útil del sistema de cableado backbone se

planifica para un período que típicamente está

entre 3 y 10 años; 27

• Antes de iniciar la planificación se debe proyectar

la cantidad máxima de cable backbone que se

requiere, así como el crecimiento y los cambios

que durante el mismo se deben acomodar sin

necesidad de instalar cable adicional;

• Se debe planear la ruta y la estructura de soporte;

• Se debe tener en cuenta el tipo de información

que se va a transportar y el estándar de red. 28

Edificio A Edificio B

Aéreo

Subterráneo 29

Edificio 1 Edificio 2

Distribuidor

de piso

Distribuidor

de edificio

Cable Horizontal

Máx. 90 m

TO

Latiguillos

max. 3m

Backbone de Edificio

max. 500 m

Distribuidor de

campus/

Distribuidor de

edificio

Backbone de Campus

Máx 1500m

desde (DC to DP)

Distribuidor

de piso

Cable de

equipamiento

en DC y DE

Máx: 30m

30

Armario de telecomunicaciones

• Es un gabinete que tiene el hardware necesario para

realizar las conexiones al horizontal y al backbone;

• En él están los distribuidores para interconectar el

cableado horizontal con el backbone. Ej: hubs, bridges,

switch, patch panels, etc;

• El edificio debe tener como mínimo un armario de

telecomunicaciones.

31

32

Area de trabajo

• Está formada por todos los componentes que

existen desde el punto de conexión horizontal en

la toma/conector hasta los equipos del usuario

(teléfonos, estaciones de trabajo, etc.).

• Incluye cables, tomas/conectores, los adaptadores,

terminaciones, etc.;

• El cableado debe ser flexible. 33

Conector o Plug RJ-45

Conector de Plástico en donde se ubican

los ocho hilos del cable UTP siguiendo un

código de colores.

Estos Plug sirven para conectar los

puertos de las Tarjetas de Red a los puntos

de Red, Patch Panel y a los puertos del

Hub o Swtich.

Conector o Plug RJ-45

34

Deben cumplir los estándares de

comunicación Universal. En este caso se

Involucran la TIA/EIA 568B

T568A:

B/V V B/N A B/A N B/M M

1 2 3 4 5 6 7 8

T568B:

B/N N B/V A B/A V B/M M

1 2 3 4 5 6 7 8

8 .......1

Ubicación de los cables

35

Los Patch Cord son cables hechos

con conectores RJ-45 y capuchas de

Plástico que los protegen.

Sirven para unir una PC con un

Punto de red o un puerto del Patch

Panel a un puerto del Switch, etc.

Cables Patch Cord

36

Los Jack’s son unos conectores que

sirven de intermediario entre el Patch

Cord que conecta una PC al cable que

llega al Pacth Panel.

Cada uno de estos representa un punto

de red instalado, y van dentro las

cajas tomadatos .

Para conectar los hilos del cable UTP

al Jack, existen a presión y otros con

herramienta de impacto.

Jack`s Cat 5e

37

Las canaletas es el medio por el cual los

cables de red son llevados y protegidos,

de acuerdo a su trayectoria.

Se trabajan bastante con canaletas de

pared y de piso.

Es recomendable usar con los accesorios

del caso en bordes y subidas, para evitar

el deterioro del cable y dar los giros

normados.

Canaletas de plástico

38

Es en donde se guarda el

Jack. En ellos se puede

etiquetar y así poder

identificar los puntos de red.

Se pueden trabajar simples,

dobles o más.

Cajas tomadatos

39

Los Patch Panel van en los

Rack, y en ellos terminan todos

los cables de red del cableado.

En la parte posterior del Patch

Panel se tiene que hacer la

conexión y colocarlo hilo por

hilo.

Luego con los Patch Cord se

unen los puertos del Patch Panel

con los del Switch.

Patch Panel

40

Es de fierro y es donde van los

Patch Panel y los dispositivos

de Comunicación como los

Hub, Switch, Router, etc.

Es la parte central de todo el

cableado de datos.

Rack

41

Racks o gabinetes de telecomunicaciones

42

Crimping Tool

Es la herramienta que me

sirve para construir los cables

Patch cord (de la PC al punto

de Red o del Pacth Panel al

Switch).

Fundamentalmente conecta

los Plug RJ-45 con los ocho

hilos del cable UTP.

Herramientas

43

Impactador

Es la herramienta que me

permite hacer la conexión de

los hilos del cable UTP a los

Jack’s que no son a presion y

a los Patch Panel.

44

Dispositivos de Testeo

Son dispositivos que certifican

la Red, es decir, que una

culminado el cableado estos

verifican su estado y su

correcto funcionamiento.

45

Conexiones del cableado

1. Conexión del edificio

al cableado externo

2. Cuarto de equipos

3. Cableado vertical

4. Closet de

Telecomunicaciones

5. Cableado Horizontal

6. Area de trabajo

Cable

10/100BaseT

Switch

Toma RJ45

Cable 10/100BaseT

Tarjeta

de

Red

Patch panel

Canaleta

Red del

Campus

Centro de cableado

Coversor de

Medio

Teléfono

Estación

de

trabajo

46

Consejos para instalar un cableado

• De la tarjeta de red hasta la toma: patch cord máx. de 3 m

• De la toma hasta el patch panel (centro de cableado): 90 m

• Cableado vertical (entre centros de cableado)

– con fibra óptica multimodo : 2 Km (500mts)

– con UTP: 100 m

• Mínimo dos conectores por puesto de trabajo (voz y datos)

• Conector estándar: 4 pares (8 hilos), 100 ohmios, UTP

• Utilice el cable y los componentes de interconexión adecuados (entre

más rapidez de transmisión necesite, mejores elementos debe comprar)

• Evite forzar el cable doblándolo en ángulos rectos o tensionandolo

demasiado. No utilice empalmes en el cableado horizontal: está

prohibido.

• Asegúrese que la puesta a tierra sea correcta 47

Especificaciones generales del cable

UTP

48

Unshielded Twisted-Pair

• El cable de par entorchado tiene

uno o más pares “abrazados” uno a

otro. (esto ayuda a cancelar

polaridades e intensidades

opuestas).

• Shielded Twisted-Pair (STP) es

blindado

• Unshielded Twisted-Pair (UTP) es

no blindado 49

Hilos del cable UTP

• Los hilos son referenciados con respecto a

su grosor utilizando los números de

American Wire Gauge

• Los alambres delgados tienen más

resistencia que los gruesos AWG Ohms/300 m

19 16,1

22 32,4

24 51,9

26 83,5 50

Categorías del sistema de cableado para UTP

• Categoría 1: alambre sólido 22 ó 24 AWG (American Wire Gauge

Standard): no se puede utilizar para transmisión de datos: 56 Kbps

• Categoría 2: alambre sólido 22 ó 24 AWG para teléfonos y sistemas

de alarmas: 1 MHz

• Categoría 3: alambre sólido 24 AWG, 100 Ohmios, 16 MHz.

• Categoría 4: igual que la tres pero hasta 20 MHz

• Categoría 5: par trenzado de 22 ó 24 AWG, impedancia de 100

Ohmios, ancho de banda de 100 MHz (usa conector RJ45). Atenuación

inferior a 24 dB y Next superior 27.1 dB para 100 MHz.

• Categoría 5e (enhanced): Par trenzado 22 ó 24 AWG, ancho de banda

100 MHz. Atenuación 24 dB. Next 30.1 dB

• Categoria 6 (TIA/EIA-568-B.2-1, junio 1, 2002): Hasta 200 MHz.

Atenuación inferior a 21.7 dB y Next superior a 39.0 dB.

• Categoría 7 (propuesta): hasta 600 MHz. 51

Especificaciones conector RJ45 Especificación EIA/TIA-568A

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

Conector macho

para los cables

Conector hembra

para tomas,

hubs, switches

y tarjetas de red

Hilo Color Nombre

1 Blanco/Naranja T2

2 Naranja R2

3 Blanco/Verde T3

4 Azul R1

5 Blanco/Azul T1

6 Verde R3

7 Blanco/Café T4

8 Café R4

Especificación EIA/TIA-568B

Hilo Color Nombre

1 Blanco/Verde T2

2 Verde R2

3 Blanco/Naranja T3

4 Azul R1

5 Blanco/Azul T1

6 Naranja R3

7 Blanco/Café T4

8 Café R4

52

Uso de los hilos

Aplicación Hilos 1 y 2 Hilos 3 y 6 Hilos 4 y 5 Hilos 7 y 8

Voz TX/RX

ISDN (RDSI) Potencia TX RX Potencia

10Base-T TX RX

Token Ring TX RX

100Base-T4 TX RX Bi Bi

100Base-TX TX RX

1000Base-T Bi Bi Bi Bi

De acuerdo con la aplicación, cada hilo realiza una

función diferente:

TX: Trasmite; RX: Recibe; Bi: Bidireccional 53

Cable de fibra óptica

• Transmite energía en forma de luz. Permite

tener anchos de banda muy altos (billones

de bits por segundo).

• En los sistemas de cableado, la fibra óptica

puede utilizarse tanto en el subsistema

vertical como en el horizontal.

54

Cómo funciona la fibra óptica (1)

Señal eléctrica

(Input)

Transmisor

(Fuente de luz)

Fibra óptica

Señal eléctrica

(Output)

Receptor

(Detector de luz)

55

Cómo funciona la fibra óptica (2)

Núcleo

(Core)

Cubierta

(Cladding)

Revestimiento

(Coating ó Buffer)

¿Por qué no se sale la luz de la fibra óptica?

La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta

y el núcleo están hechos de diferentes tipos de

vidrio (y por tanto tienen diferentes índices

de refracción). Esta diferencia en los índices

obliga a que la luz sean reflejada cuando toca

la frontera entre el núcleo y la cubierta.

56

Tipos de fibra óptica

Multimodo

Usada generalmente para comunicación

de datos. Tiene un núcleo grande (más fácil

de acoplar). En este tipo de fibra muchos

rayos de luz (ó modos) se pueden propagar

simultáneamente. Cada modo sigue su propio

camino. La máxima longitud recomendada

del cable es de 2 Km. l = 850 nm.

Fuente de luz

Fuente de luz

Propaga un sólo modo

ó camino

Propaga varios modos

ó caminos

Monomodo

Tiene un núcleo más pequeño que la fibra

multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayo

de luz (ó modo) puede propagarse a la vez.

Es utilizada especialmente para telefonía y

televisión por cable. Permite transmitir a altas

velocidades y a grandes distancias (40 km).

l = 1300 nm.

Núcleo: 62.5 mm ó 50 mm

Cubierta: 125 mm

Núcleo: 8 a 10 mm

Cubierta: 125 mm

Un cabello humano: 100 mm 57

Documentación del cableado

• Para cableados pequeños, mínimo un plano del piso con la

ubicación del cableado y una hoja electrónica con una

explicación de la marcación de los componentes

– Los cables deben ser identificados cuando estos sean instalados (una

etiqueta en cada punta del cable) y de registrarse en la hoja electrónica.

• Para grandes cableados puede considerar adquirir un

software de administración de cableados (toma más tiempo

lograr que entre en funcionamiento)

• Marcar los cables y elaborar la documentación puede

parecer trabajo extra, pero son una herramienta poderosa

para la adminitración de la red.

58