CAPITULO 2
MARCO TEORICO
Esta etapa consiste en sustentar teóricamente
el estudio, ello implica analizar y exponer las teorías, los enfoques teóricos,
las investigaciones y los antecedentes en general. Que se consideren validos
para el correcto encuadre del estudio (Rojas, 2001).
Sampieri, Collado y Lucio (2003), señalan: “que
siempre es importante ver el pasado para construir el presente y mirar hacia el
futuro. Es decir, resulta conveniente localizar, obtener y consultar estudios
antecedentes, libros, revistas científicas, ensayos, tesis, foros, y paginas de
Internet, material audiovisual, testimonios de expertos y todas aquella fuente
que se relacione con nuestro problema o tema de investigación. Todo esto, sin
importar que sigamos un enfoque cuantitativo, cualitativo o mixto”. (p.64)
2.1
Antecedentes
Como respuesta al desarrollo de
las redes de información en Venezuela,
las Universidades están participando en el proyecto nacional de la red Reacciun,
la cual integra todas las universidades nacionales, al CONICIT y a otros
organismos, en la superautopista de la información INTERNET. Los creadores de Reacciun, han planteado
llevar a cabo el proyecto Reacciun2, en una selección de varias universidades y
centros de investigación del país, el lanzamiento de este proyecto es muy
importante pues evidencia que el poder conectarnos a ese camino o autopista de
flujo de información y del conocimiento. Las Universidades a
nivel interno, están en proceso de comunicación entre todas las dependencias de
Las investigaciones que sirvieron de base
para la realización del presente trabajo, se encuentra la realizada por Varela
(1999), trabajo de Investigación
ejecutado en el Institutito Universitario Tecnológico de Ejido, Estado Mérida, titulado
“Proyecto de Sistematización del Instituto Universitario Tecnológico de Ejido”.
En esta investigación se considero como objetivo principal modernizar por medio
de la dotación de una infraestructura de comunicación académico-
administrativas a través del desarrollo de un sistema de redes que optimice y
agilice el flujo de la información mediante la implementación de una base de
datos corporativos distribuida e interconectada mediante una red Institucional.
El proyecto generara la plataforma necesaria para gerenciar
con mayor eficiencia y eficacia, todas las actividades académicas y
administrativas de
Villalobos y Roa
(2000) en su trabajo especial de grado titulado “Diseño y Análisis para
Hernández
(2001), trabajo especial de grado
realizado en
Gómez (2001), trabajo de Investigación ejecutado en el Institutito Universitario Tecnológico de Ejido, Estado Mérida, titulado “Construcción de un Cyber”, orientado a satisfacer necesidades del medio, específicamente para estudiantes de todos los niveles educativos, profesionales y publico en general que requiera de un servicio de tan amplio especto como lo es el acceso a Internet. En el trabajo se expone, que se debe de tener en cuenta a la hora de diseñar una red de datos la calidad de los materiales empleados para la instalación de la red.
Díaz (2003),
trabajo de investigación realizado en
Las investigaciones revisadas resultan afines con la investigación en estudio, puesto que persiguen mejorar el flujo de la información por medio de redes LAN dentro de las Instituciones, así mismo, la participación del recurso humano en el manejo eficaz de dichas redes.
2.2 Bases Teóricas
2.2.1 Introducción a las redes Locales
El Autor Forouzan (2002) define una red de la siguiente manera:
“Una red es un conjunto de dispositivos (a menudo denominados nodos) conectados por enlaces de un medio físico. Un nodo puede ser una computadora, una impresora o cualquier otro dispositivo capaz de enviar y/o recibir datos generados por otros nodos de la red. Los enlaces conectados con los dispositivos se denominan a menudo canales de comunicación” (p.4)
Huidobro y Blanco (2004) exponen que una red de área local (LAN/Local Area Network) “es un sistema de comunicaciones constituido por un hardware (cableado, terminales, servidores, etc.), y un software (acceso al medio, gestión de recursos, intercomunicación, etc.) que se distribuyen por una extensión limitada (planta, edificios, grupo de edificios) en el que existen una serie de recursos compatibles (discos, impresoras, bases de datos, etc.), a los que tiene acceso los usuarios para compartir información de trabajo” (p.43).
Según el comité IEEE 802, una LAN se distingue de otros tipos de redes de datos en que las comunicaciones se restringen a un área geográfica limitada, y en que pueden depender de un canal físico de comunicaciones con una velocidad binaria alta y que presenta una reducida tasa de errores.
Gonzalez, J. (S/F), señala que una red local proporciona la facilidad de compartir recursos entre sus usuarios. Lo primero que se puede preguntar un usuario cuando se plantea la posibilidad de instalación o utilización de una red local, es saber como va a mejorar su trabajo en el ordenador al utilizar dicho entorno. La respuesta va a ser diferente según el tipo de trabajo que se desempeñe. Esto es:
· Compartir Ficheros: Es la prestación principal de las redes locales. La aplicación consiste en utilizar ficheros de otros usuarios, sin necesidad de utilizar el disquete u otro medio de almacenamiento. La ventaja fundamental es la de poder disponer de directorios en la red a los que tengan acceso un grupo de usuarios, y en los que puede guardar la información que compartan dichos grupos.
· Aplicaciones especificas de red: Existe un gran número de aplicaciones que aprovechan las redes locales para que el trabajo sea más provechoso. El tipo de aplicaciones más importantes son los programas de correo electrónico. Un programa de correo electrónico permite el intercambio de mensajes entre los usuarios.
· Aplicaciones cliente/servidor: Son programas que dividen el trabajo en dos partes, una parte cliente que se realiza en el ordenador del usuario y otra parte servidor que se realiza en un servidor con dos fines: aliviar la carga de trabajo del ordenador cliente y reducir el tráfico de la red.
·
Acceder a
sistemas de comunicación global: Mediante un servidor de comunicaciones se
puede mantener una línea permanente de alta velocidad que enlace
2.2.2
Elementos de redes Locales
Los principales elementos
según Gonzales, J. (S/F) que se necesitan para instalar una red son:
2.2.2.1 Tarjeta de Red
Las tarjetas de interfaz
de red (NICs – Networks Interface Cards) son adaptadores
instalados en un dispositivo, conectándolo de esta forma en red. Es el pilar en
el que sustenta toda red local y el único elemento imprescindible para enlazar
dos ordenadores a buena velocidad.
Gonzalez, J. (S/F) señala que las
principales características de una tarjeta de red son:
a)
Operan a nivel físico del modelo OSI: Las normas que
rigen las tarjetas determinan sus características, y su circuitería
gestiona muchas de las funciones de la comunicación en red como:
·
Especificaciones mecánicas: Tipos de conectores para
el cable
·
Especificaciones eléctricas: Definen los métodos de
transmisión de la información y las señales de control para dicha
transferencia.
·
Método de acceso al medio: Es el tipo de algoritmo
que se utiliza para acceder al cable que sostiene la red. Estos métodos están
definidos por las normas 802.x del IEEE.
b)
La circuitería de la
tarjeta de red determina, antes del comienzo de la transmisión de los datos,
elementos como velocidad de transmisión, tamaño del paquete, time-out, tamaño de
los buffers. Una vez que estos elementos se han establecido, empieza la
verdadera transmisión, realizándose una concersion de
datos a transmitir a dos niveles:
·
En primer lugar se pasa de paralelo a serie para
transmitirlos como flujo de bits.
·
Seguidamente se codifican y a veces se comprimen
para un mejor rendimiento en la transmisión.
c)
La dirección física es un concepto asociado a la
tarjeta de red: cada nodo de una red tiene una dirección asignada qu depende de los protocolos de comunicaciones que este
utilizando. La dirección física habitualmente viene definida de fábrica, por lo
que no se puede modificar. Sobre esa dirección física se definen otras
direcciones, como puede ser la dirección IP para redes que estén funcionando con TCP/IP.
2.2.2.2 Cable
El cable utilizado para
formar una red se denomina a veces medio. Tanenbaum
(1991) refiere que los tres factores que se deben tener en cuenta a la hora de
elegir un cable para una red son:
·
Velocidad de transmisión que se quiere conseguir.
·
Distancia máxima entre ordenadores que se van a
conectar.
·
Nivel de ruido e interferencia habituales en la zona
que se va a instalar la red.
Los cables mas utilizados
en el diseño de redes son el par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.
a)
Par Trenzado
Tanenbaum (1991), señala que el par trenzado consiste en dos
hilos de cobre aislados y trenzados entre si, en general de
De
allí pues, que se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como
digital, y su ancho de banda depende de la sección de cobre utilizado y de la
distancia que tenga que recorrer. Se
trata del cableado más económico y la mayoría del cableado telefónico es de
este tipo. Presenta una velocidad de transmisión que depende del tipo de cable
de par trenzado que se este utilizando. Tienen una longitud máxima limitada y,
a pesar de los aspectos negativos, es una opción a tener en cuenta debido a que
ya se encuentra instalado en muchos edificios como cable telefónico y esto
permite utilizarlos sin necesidad de obra. La mayoría de las mangueras de cable
de par trenzado contienen más de un par de hilos por lo que es posible
encontrar mangueras ya instaladas con algún par de hilos sin utilizarse. Además
resulta fácil de combatir con otros tipos de cables para la extensión de redes.
El
tipo de cable mas utilizado es el par trenzado sin apantallar o Unshilded Twisted Pair (UTP). La calidad de cable y consecuentemente la
cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría
del cable, en el caso del de categoría 5 transmite 100Mbps.
Según Forouzan (2001),
Categoría 1: hilo telefónico trenzado de calidad de voz no
adecuado para las transmisiones de datos. Velocidad de transmisión inferior a
1Mbits/seg.
Categoría 2: el siguiente grado más alto, cable de par trenzado
sin apantallar, adecuado para voz y transmisión de datos. Su velocidad de
transmisión es de hasta 4 Mbits/seg.
Categoría 3: debe tener obligatoriamente al menos nueve trenzas
por metro y se puede usar para transmitir datos hasta una velocidad de 10 Mbits/seg. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10 – Base – T. actualmente es el cable estándar en
la mayoría de los sistemas de telecomunicaciones de telefonía.
Categoría 4: también debe tener al menos nueve trenzas por
metro, así como otras condiciones para hacer que la velocidad de transmisión
llegue a 16 Mbits/seg.
Categorías 5: puede transmitir datos hasta 100 Mbits/seg.
Los
cables UTP se conectan habitualmente a los dispositivos de la red a través de
un tipo de conector, el estándar de conectores para este tipo es el RJ-45; se
trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. Las
siglas RJ se refieren al estándar Registed Jack, creado por la industria telefónica. Los conectores
pueden ser machos (el enchufe) o hembras (el receptáculo). Los conectores
machos entran en los conectores hembras
y tienen una pestaña móvil denominada llave que los bloquea cuando quedan
ubicados en el sitio. Cada hilo de un cable está unido a un conductor del
patillo.
b)
Cable Coaxial
Según Huidobro y Blanco (2004), es un cable constituido por los
dos conductores, de cobre o de aluminio, uno interior cilíndrico y macizo,
insertado dentro de otro exterior y separado de él por un material aislante,
que puede estar inyectado de forma continua o espaciadamente, en forma de una
espiral o anillas, formando ambos un conjunto concéntrico. Esta estructura
garantiza una buena protección frente a interferencias y evita perdidas por
radiación al exterior.
El
cable coaxial es utilizado generalmente para señales de televisión y para
transmisiones de datos a alta velocidad a distancias de varios kilómetros. La
velocidad de transmisión suele ser alta, de hasta 100 Mbits/seg; pero hay que tener en cuenta que a mayor velocidad de trasmisión, menor distancia podemos cubrir, porque el
espacio de la señal es menor por tanto se atenúa antes.
c)
Fibra Óptica
Huidobro y Blanco (2004), definen a la fibra óptica como un
medio de transmisión constituido por un núcleo de vidrio o plástico y un
revestimiento que mantiene la luz en su interior. Presenta dos grandes ventajas
frente a los cables de cobre: un mayor ancho de banda e inmunidad frente a
interferencias electromagnéticas, por lo que es ampliamente utilizada,
conforme su precio se va reduciendo y se
alcanza mayores distancias sin repetidores, para la interconexión de centrales,
reemplazando a los coaxiales. Para alimentar a las fibras ópticas se emplea un
láser o un diodo LED.
La
señal eléctrica se transforma en luminosa y, modulada en forma de pulsos, se
transmite a través del núcleo hasta el receptor, donde es convertida en
eléctrica, sin que haya una gran pérdida de potencia. En la fibra óptica el
ancho de banda puede ser superior a 2 Gbit/s, con
atenuaciones muy bajas. Las longitudes de onda (nm) a
las que la fibra presenta menos atenuación se denominan ventanas, existiendo
básicamente tres: 1) 850 nm, 2) 1300 nm y 3) 1550 nm.
2.2.3 Arquitectura
estructurada
El estudio de las redes al
ser un conjunto particularmente complejo necesita una estructuración que
permita descomponer el sistema en sus elementos directamente realizables. Se
introduce así el modelo de referencia para
2.2.3.1
Estructura en niveles. El modelo OSI.
Según Huidobro
y Blanco (2004), el modelo OSI esta compuesto por una pila de 7 niveles o
capas, cada uno de ellos con una funcionalidad especifica, para permitir la
interconexión y la interoperatividad de sistemas heterogéneos. La utilidad
radica en la separación que en él se hace de las distintas tareas que son
necesarias para comunicar datos entre dos
sistemas independientes.
Es importante señalar que
este modelo no es una arquitectura de red en si mismo, dado que no se
especifican, en forma exacta, los servicios y protocolos que se utilizaran en
cada nivel, sino que solamente indica la funcionalidad de cada uno de ellos.
Sin embargo, ISO también ha generado normas para la mayoría de los niveles,
aunque éstas no forman parte del modelo OSI, habiéndose publicado todas ellas
como normas independientes.
2.2.3.2
Ventajas que aporta el modelo OSI
Las ventajas teóricas más importantes en la utilización
del estándar OSI que resaltan Huidobro y Blanco
(2004) son:
·
Conectividad en todo el mundo sin tener que instalar
pasarelas.
·
Fácil integración de productos en la red.
·
Un punto de vista único a la hora de configurar la
seguridad.
·
Amplio margen en la elección de suministradores, lo
que permite una mayor competencia entre éstos y, consecuentemente, precios mas
bajos.
·
Las mejores posibilidades de sobrevivir a las nuevas
generaciones tecnológicas sin elevados costes de conversión.
2.2.3.3
Funciones de cada nivel OSI
Según Huidobro y Blanco (2004) y Tanenbaum (1991), el modelo OSI consta de 7 niveles y define cada uno de ellos, pero no normaliza ningún protocolo; los protocolos utilizados son posteriores. Cada nivel agrupa una serie de funciones requeridas para comunicar sistemas y se estructuran en una forma jerárquica, en donde cada capa se apoya en la anterior, realiza su función y ofrece un servicio a la capa superior.
2.2.3.3.1 Niveles OSI orientados a
Los niveles más bajos del modelo OSI están orientados a la red, mientras que los más altos se orientan hacia el usuario. Así, los tres primeros tocan aspectos relacionados con el medio físico de trasmisión, los procedimientos de enlace para establecer la comunicación y los propios aspectos de envió de información a través de la red.
· Nivel 1 Físico: la misión básica de este nivel consiste en transmitir bits por un canal de comunicación, de manera tal que cuanto envíe el emisor llegue sin alteración al receptor.
· Nivel 2 Enlace: el objetivo de este nivel es facilitar los medios funcionales y de procedimiento para establecer, mantener y liberar conexiones de enlace de datos entre entidades de red y para transferir unidades de datos del servicio de enlace de datos. Las funciones básicas que realiza este nivel están orientadas a resolver los problemas planteados por la falta de fiabilidad de los circuitos de datos, agrupándose los datos recogidos del nivel de red para su transmisión, formando tramas, que incluyen además bits de redundancia y control para corregir los errores de transmisión; además regula el flujo de las tramas, para sincronizar su emisión y recepción.
· Nivel 3 Red: este nivel proporciona los medios para establecer, mantener y liberar la conexión, a través de una red donde existe una malla compuesta de enlaces y nodos, entre sistemas abiertos que contienen entidades de aplicación en comunicación, así como los medios funcionales y de procedimiento para el intercambio de unidades de datos del servicio de red entre entidades de transporte por conexiones de red. Es el responsable de las funciones de conmutación y encaminamiento de la información; proporciona los procedimientos precisos necesarios para el intercambio de datos entre el origen y el destino, por lo que es necesario que conozca la topología de la red, con objeto de determinar la ruta más adecuada.
· Nivel 4 transporte: se encarga de efectuar la transferencia de datos entre entidades de sesión y las libera de toda otra función relativa a conseguir una transferencia de datos segura y económica. Su misión básica es la de optimizar los servicios del nivel de red y corregir las posibles deficiencias en la calidad del servicio, con el auxilio de mecanismos de recuperación para condiciones anormales en los niveles inferiores. Proporciona los procedimientos de transporte precisos, con independencia de la red o soporte físico empleado.
2.2.3.3.2 Niveles OSI orientados a la aplicación
Representan los tres últimos. El nivel 4 es el encargado de garantizar el transporte de datos extremo a extremo y que, en función de las aplicaciones que estén corriendo en los equipos, se encarga de solicitar los servicios que sean necesarios de los niveles inferiores.
· Nivel 5 Sesión: Proporciona el medio necesario para que las entidades de presentación en cooperación organicen y sincronicen su dialogo y procedan al intercambio de datos. Su función básica consiste en realizar el mapeo de la dirección de sesión hacia el usuario con las direcciones de transporte orientada a la red y gestionar y sincronizar los datos intercambiados entre los usuarios de una sesión.
· Nivel 6 Presentación: Este permite la representación de la información que las entidades de aplicación comunican o mencionan en su comunicación. Es el responsable de que la información se entregue al proceso de aplicación de manera que pueda ser entendida y utilizada.
· Nivel 7 Aplicación: Es el medio por el cual los procesos de aplicación acceden al entorno OSI. Su función es proporcionar los procedimientos precisos que permitan a los usuarios ejecutar los comandos relativos a sus propias aplicaciones. La transferencia de ficheros es una de las aplicaciones más comunes de este nivel.
2.2.4
Protocolos de Comunicación
Los protocolos de red definen
las diferentes reglas y normas que rigen el intercambio de información entre
dos nodos de la red. De igual forma, establecen reglas a muchos niveles: desde
como acceder al medio, hasta como encaminar información desde origen hasta su
destino, pasando por la descripción de las normas de funcionamiento de todos y
cada uno de los niveles del modelo OSI.
Las funciones básicas que
ha de realizar cualquier protocolo son:
- Establecimiento del enlace (punto de destino y origen)
- Transmisión de la información y control de flujo
- Detección de fallos en la transmisión
- Corrección de errores.
Forouzan (2002), señala que un
protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan la comunicación de datos. Un
protocolo define que se comunica, como se comunica y cuando se comunica. Los
elementos claves de un protocolo son su sintaxis, su semántica y su temporización.
a)
Sintaxis se refiere a la estructura del formato de
los datos, es decir, el orden en el cual se presentan.
b)
Semántica se refiere al significado de cada sección
de bits.
c)
Temporización define dos
características: cuando se debe enviar los datos y con que rapidez deberían ser
enviados.
2.2.5
Tecnologías de las redes de área local
Las redes locales LAN tienen una topología y
tecnología de transmisión propia. Según Huidobro y Blanco (2004) expone
por “topología de red la forma física de
conectarse dos o mas ordenadores. Esta en función de la forma física en que se
realiza el cableado de la red por el que circula la información”. Es el modo en
que se conectan los distintos elementos que configuran la red. Los tipos de
topologías que se pueden encontrar en una red local son: Topología en bus,
topología en anillo, topología en estrella, topología en árbol, otras.
a)
Topología en bus
Esta formada por un único
cable principal que conecta a todos los ordenadores entre si, permitiéndose la
comunicación en ambos sentidos. El cable utilizado para implementar esta
topología suele ser el cable coaxial RG58U.
La distancia entre
ordenadores debe ser superior a los
El problema de este bus es
que un fallo en el cableado ocasiona la caída total de la red, La red en bus no
depende de las maquinas conectadas, pero depende totalmente del cableado. Un
defecto en este o en algún Terminal de red ocasionaría la perdida total de la
comunicación.
b)
Topología en anillo
Con esta topología se conectan
todas los equipos formando un bucle cerrado. La información circula en una
única dirección a lo largo del anillo. Se pueden utilizar dos anillos, uno para
cada sentido, dando lugar a una red bidireccional. La
ruptura del anillo hace que la red deje de funcionar.
La información se
transmite de nodo a nodo, dividiéndola en paquetes. Estos paquetes contiene la
dirección del equipo al que va destinado.
c)
Topología en estrella
Dispone de un elemento
central por el que circulan todas las comunicaciones entre ordenadores. El
fallo de uno de ellos o de su cableado no afecta el resto de la red, siendo muy
sencillo el mantenimiento y la ampliación. Si el controlador de la red deja de
funcionar, falla todo el sistema. El concentrador permite conectar los ordenadores
de forma independiente, siendo la distancia máxima entre el ordenador y el
concentrador de
El cable que normalmente
se utiliza en la implementación de esta red es el par trenzado de cuatro pares
de conductores y categoría 5, para así pode prevenir posible ampliaciones a
100 Mbps.
d)
Topología en árbol
Consta
de una línea principal de la que se obtiene ramificaciones. Es una combinación
de redes en bus. Esta formada por una línea principal de la que se obtiene
distintas derivaciones, formando un conjunto de redes en bus.
2.2.6
Protocolos de control de acceso al
medio
Una red de área local,
LAN, puede implementarse según diversas topologías. Para todas ellas es
necesario establecer mecanismos para gestionar la información que entra y sale
de las líneas de transmisión. Los más utilizados son el CSMA/CD y el paso de
testigo.
a) CSMA/CD
(Acceso múltiple con detección de portadora y de colisiones). El equipo que desea transmitir escucha en primer lugar. Si el canal esta libre, entonces transmite. Si esta ocupado, se espera hasta que este libre. Si dos equipos comienzan a transmitir a la vez, se produce una colisión. Esta colisión origina errores y las estaciones comenzaran a emitir nuevamente. Para evitar que vuelva ocurrir un algoritmo aleatorio será el que determinara en cada estación el momento del comienzo de la transmisión. Como método de acceso a este protocolo CSMA/CD se usa el estándar Ethernet.
b) Paso de testigo (Token-Passing)
Un equipo solo puede transmitir cuando tiene un testigo, denominado token. El testigo es un paquete único o trama especial que circula por la red y llega a cada nodo. Cuando un nodo debe transmitir cambia un bit de la trama y adquiere el uso exclusivo de la red. Para evitar el uso exclusivo de la red por un equipo, el tiempo de retención del testigo esta limitado.
2.2.7
Necesidad de interconexión de redes
Para llevar a efecto el interfucionamiento
de diversas redes, sean de área extensa o local, existen algunas alternativas, entre
las principales mencionamos la utilización de dispositivos físico/lógicos de
interconexión y la estandarización de una arquitectura de red que tienda a la
homogeneización de las mismas.
La segunda alternativa
esta en proceso de desarrollo y de estandarización por diversos organismos
internacionales tales como CCITT, ISO, ANSI, etc. Aunque ya existe una
arquitectura de red estandarizada, la estructura de niveles de ISO para la
interconexión de sistemas abiertos, esta no se encuentra muy extendida en las
redes actuales.
La utilización de
dispositivos para la interconexión, la primera alternativa, es de las más
extendidas en la actualidad, siendo sus funciones principales:
- Establecer un camino fisco entre redes para el intercambio de
mensajes.
- Adaptación o conversión de protocolos de acceso a las redes.
- Enrutamiento de mensajes entre redes.
2.2.7.1
Dispositivos para la interconexión de
redes
Forouzan (2002), Lazaro y Miralles (2004)
señala que los equipos utilizados para la interconexión de redes de área
local son: Repetidores o “Repeaters”, Concentradores
“Hubs”, Conmutadores “Switches”,
Puentes o “Bridges”, Encaminadores
o “Enrutador”, Pasarelas o “Gateways”.
a)
Repetidores (Repeaters)
Es un
dispositivo electrónico que opera solo en el nivel físico del modelo OSI. Las
señales que transportan la información dentro de una red pueden viajar a un
distancia fija antes de que la atenuación dañe la integridad de los datos. Un
repetidor instalado en un enlace la señal antes de que se vuelva demasiad débil
o corrupta, regenera el patrón de bits original y coloca la copia refrescada de
nuevo en el enlace.
Un
repetidor solo nos permite extender la longitud física de una red. El repetidor
no cambia de ninguna forma la funcionalidad de la red. Es tentador comparar un
repetidor con un amplificador, sin embargo un repetidor no es un amplificador.
Un amplificador no puede discriminar entre una señal y ruido, amplifica todo
por igual. Un repetidor no amplifica la señal, la regenera.
b)
Concentradores (Hubs)
Es un
repetidor multipuerto con mayores prestaciones,
básicamente es un dispositivo que concentra, esto es, reparte el ancho de banda
disponible entre sus salidas o puertos. Por ejemplo el funcionamiento de un hub Ethernet:
·
Cuando un hub recibe una
señal de datos valida por algunas de sus entradas, la retransmite al resto de
salidas.
·
Cuando el hub recibe dos o
mas señales de datos simultáneamente por varias entradas, se produce una
situación de colisión, puesto que hay varias estaciones intentando acceder al
canal de forma simultanea. En este caso el hub envía
una señal de invalidación por todas las salidas.
·
Cuando un hub recibe una
señal de invalidación por una de sus entradas, la retransmite a todas sus
salidas. Los hubs de este tipo suelen tener un piloto
luminoso que indica la situación de colisión.
c)
Conmutadores (Switches)
Es un
dispositivo de interconexión de redes, capaz de proporcionar un camino de
comunicación dedicado entre un puerto origen y otro destino. Un conmutador
presenta dos grandes ventajas respecto a un hub o
repetidor multipuerto. En primer lugar, se reduce
notablemente el tráfico en la red, ya que el switch
filtra la información en función de la dirección física de la estación
destinataria, reenviando los datos por la salida o salidas apropiadas. En
segundo lugar, el conmutador permite establecer varios canales de datos
simultáneos entre distintos equipos o redes. Es un dispositivo que trabaja a
nivel MAC.
El
conmutador es un dispositivo menos rápido que un concentrador, pues debe
interpretar al menos parcialmente las tramas de datos para conocer la dirección
destino. No obstante, la red resultante en su conjunto posee un mayor
rendimiento, ya que no existirán colisiones y, por tanto, no se formaran
cuellos de botella.
Para
reenviar las tramas por los puertos adecuados, el switch
debe emplear algún mecanismo que le permita conocer las direcciones de las
estaciones (o segmentos) que están conectadas a cada puerto. Para ello el
conmutador implementa una tabla que asocia direcciones físicas a puertos,
además de incorporar un mecanismo de aprendizaje, de manera que cuando una
estación se activa, el switch inserta esta dirección
en la tabla y la asocia a su correspondiente puerto. Cuando un conmutador debe
reenviar una trama procedente de algún puerto de entrada, debe consultar esta
tabla para conocer el puerto de salida. Si no dispone de esta información,
difundirá las tramas por todas sus salidas.
c.1)
Tipos de Swithes en función del mecanismo de
reexpedición
·
Conmutadores de almacenamiento y reexpedición
En
este tipo de conmutadores se realiza una copia completa de la trama entrante y
se verifica que no contenga errores. En el caso de que la trama sea correcta se
reenvía por la salida correspondiente. Este tipo de conmutadores introduce
mayores retardos en el proceso de conmutación, puesto que a diferencia de los
de truncamientos, tiene que almacenar y analizar completamente cada trama
entrante.
·
Conmutadores de truncamiento
Se
interpreta únicamente los primeros bytes de la trama,
para extraer de ella la dirección física de destino y poder reenviarla a la
salida correspondiente.
c.2)
Tipos de Swithes en función de puertos soportados
·
Simétricos
Los
puertos trabajan a la misma velocidad.
·
Asimétricos
Los
puertos trabajan indistintamente a distintas velocidades, por ejemplo a 10 Mbps y a 100 Mbps e incluso a
1000 Mbps, de manera que es posible mezclas redes Ethernet, Fas Ethernet
y Gigabit Ethernet. Los switches asimétricos son de almacenamiento, puesto que
tiene que almacenar cada trama que se recibe, reenviándola hacia la red de
salida a la velocidad característica de esta red.
d)
Puentes (Bridges)
Los
puentes actúan en los niveles físicos y de enlace de datos del modelo OSI. Los
puentes pueden dividir una red grande en segmentos más pequeños. También puede
retransmitir tramas entre dos LAN originalmente separadas. Al contrario que los
repetidores, los puentes contienen lógica que permite separar el tráfico de
cada segmento. De esta forma, filtran el tráfico, algo que los hace útiles para
controlar la congestión y aislar enlaces con problemas. Los puentes pueden
también proporcionar seguridad mediante esta división del tráfico.
Un
puente en el nivel de acceso de datos, dándole acceso a las direcciones físicas
de todas las estaciones conectadas a el. Cuando una trama en el puente, el
puente no solo regenera la señal sino que también comprueba la dirección del
destino y encamina la nueva copia solo al segmento en la que encuentra la
dirección del destino. Cuando un puente encuentra un paquete, lee la dirección
contenida en la trama y comprar esa dirección con una tabla que almacena las
direcciones de todas las estaciones en ambos segmentos. Cuando encuentra una
correspondencia, busca el segmento al que pertenece la estación y retransmite
el paquete solo a ese segmento.
b.1)
Tipos de Puentes
·
Puente Simple
Enlaza
dos segmentos y contiene una tabla que almacena las direcciones de todas las
estaciones incluidas en cada uno de ellos. Todas las direcciones deben
introducirse de forma manual por el operador de cada estación. Cuando se añade
o se elimina una nueva estación se debe modificar la tabla.
·
Puente Multipuerto
Se
puede utilizar para conectar más de dos LAN, el puente almacena las direcciones
físicas de las estaciones alcanzables a través del puerto correspondiente.
·
Puente Transparente
Construye
la tabla con las direcciones de las estaciones a medida que realiza las
funciones de un puente. Cuando se instala por primera vez un puente
transparente, su tabla esta vacía. Cuando encuentra un paquete, busca la
dirección del origen y del destino. Comprueba el destino para decidir donde
enviar el paquete. Si no reconoce todavía la dirección del destino, retransmite
el paquete a todas las estaciones en ambos segmentos. Utiliza la dirección
fuente para construir su tabla. Cuando lee una dirección fuente, anota de qué
lado viene el paquete y asocia esa dirección con el segmento al que pertenece.
e)
Encaminadores (Enrutador)
Tienen
acceso a las direcciones de nivel de red y contienen software que permiten
determinar cual de los posibles caminos entre esas direcciones es el mejor para
una transmisión determinada. Los encaminadores actúan
en los niveles físico, de enlace de datos y red del modelo OSI. Los encaminadores retransmiten los paquetes entre múltiples
redes interconectadas. Encaminan paquetes de una red cualquiera de las posibles
redes de destino o a una Internet.
Los
encaminadotes reciben paquetes de una red y la pasan a una segunda red
conectada. Sin embargo, si un paquete recibido se dirige a un nodo de una red
de la cual el encaminador no es miembro, el encaminador es capaz de determinar cual de las redes a la
que esta conectado es la mejor para retrasmitir el paquete. Una vez que un encaminador ha identificado la mejor la ruta para el
paquete, lo pasa a otro encaminador de la red
apropiada. El encaminador comprueba la dirección
destino, busca la que considera mejor ruta para el paquete y lo pasa a la
dirección destino o a través de una red vecina al siguiente encaminador
situado en el camino elegido.
f)
Pasarelas (Gateways)
Actúan
en todos los siete niveles del modelo OSI. Una pasarela es un convertidor de
protocolos. Un encaminador transfiere, acepta o
retransmite paquetes solo entre redes que utilizan protocolos similares. Una
pasarela, por otro lado, puede aceptar un paquete formateado para un protocolo
(por ejemplo, AppleTalk) y convertirlo a un paquete
formateado para otro protocolo (por ejemplo, TCP/IP) ante de encaminarlo.
Una
pasarela es generalmente software instalado dentro de un encaminador.
La pasarela comprende los protocolos utilizados por cada red enlazada al encaminador y es, por tanto capaz de traducirlo de uno a
otro.
2.2.8
Transmisión de Información
Según Huidobro y Blanco (2004), la
transmisión de señales a través de un medio de comunicación es la manera más
habitual de hacer llegar un mensaje o información a su destino. Dependiendo de
la forma de la señal que se envía y, en consecuencia, los medios de transmisión
que se necesitan, se puede hablar de transmisión analógica y digital. Forouzan (2002) indica que una vez codificada la
información en un formato que se puede transmitir, el paso siguiente es
investigar el proceso de transmisión en si mismo. ¿Cómo se entregan los datos
codificados del dispositivo generador al siguiente dispositivo de
procesamiento? La respuesta es un conjunto de cables, un tipo de enlace de minicomunicación, denominado interfaz. La interfaz enlaza
dispositivos no necesariamente hechos por el mismo fabricante.
2.2.8.1
Transmisión de datos digitales
La transmisión de datos
binarios por un enlace se puede llevar a cabo en modo paralelo o en modo serie.
En el modo paralelo, se envían varios bits con cada pulso del reloj. En el modo
en serie, solamente se envía un bit con cada pulso
del reloj. Mientras que hay una única forma de transmitir los datos en
paralelo, hay dos subclases de transmisión en serie: sincronía y asíncrona.
2.2.8.2
Interfaz DTE-DCE
Forouzan (2002) expone que
habitualmente, hay cuatro unidades funcionales básicas involucradas en la
comunicación de los datos: un DTE y un DCE en un extremo y un DTE y un DCE en
el otro. El DTE genera los datos y los pasa, junto con los caracteres de
control necesarios, a un DCE. El DCE convierte la señal a un formato apropiado
para el medio de transmisión y la introduce en el enlace de la red, Cuando la
señal llega al receptor, se efectúa el proceso inverso.
a)
Equipos Terminal de datos (DTE)
Incluye
cualquier unidad que funcione como origen o destinado para datos digitales
binarios. A nivel físico puede ser un Terminal, una microcomputadora, una
computadora, una impresora, un fax o cualquier oto dispositivo que genere o
consuma datos digitales. Los DTE no se suelen comunicar directamente a menudo;
generan y consumen información pero necesitan un intermediario para ser capaz
de comunicarse.
b)
Equipo Terminal del circuito de datos (DCE)
Incluye
cualquier unidad funcional que transmita o reciba datos a través de una red en
forma de señal digital o analógica. A nivel físico, un DCE toma los datos
generados por el DTE, los convierte en una señal apropiada y después introduce
la señal en un enlace de telecomunicaciones. Entre los DCE que se usan
habitualmente en este nivel se incluyen los módems. En cualquier red, un DTE
genera datos digitales y se los pasa a un DCE; el DCE convierte los datos a un
formato aceptable para el medio de transmisión y envía la señal convertida a
otro DCE de la red.
2.2.8.3
Módems
El tipo más familiar de
DCE es un módem. Según Forouzan (2002) señala: “El
termino módem es una palabra compuesta que indica las dos entidades funcionales
que componen el dispositivo: un modulador de señal y un demodulador
de señal”. (p.154)
Un modulador convierte una
señal digital en una señal analógica. Un demodulador
convierte una señal analógica en una señal digital.
A nivel físico
(eléctrico), el interface comúnmente empleado por los
módems es el definido por la recomendación V.24/V.28 del CCITT (Internacional Telegraph and Telephone
Consultative Comité), que tiene su equivalencia en la
norma RS-232 de EIA.
El envio
de una secuencia de estos datos entre dos dispositivos se pueden realizar de
dos maneras diferentes: serie, cuando los datos se transfieren bit a bit utilizando un unico canal y paralelo, en el caso de que todos los bits de
un carácter se transfieran simultáneamente, utilizando tantos canales como bits
lo formen.
2.2.9
Estándares del IEEE: normalización en
redes de área local
Las Principales normas para redes locales los emite el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) y son las siguientes:
- IEEE 802.1: Cubre la administración de redes y otros
aspectos relacionados con
- IEEE 802.2: Protocolo de LAN de IEEE que especifica una implementación del la subcapa LLC de la capa de enlace de datos. IEEE maneja errores, entramados, control de flujo y la interfaz de servicio de la capa de red (capa 3). Se utiliza en las LAN IEEE 802.3 e IEEE 802.5.
- IEEE 802.3: Protocolo de IEEE para LAN que especifica la implementación de la capas física y de la subcapa MAC de la capa de enlace de datos. IEEE 802.3 utiliza el acceso CSMA/CD a varias velocidades a través de diversos medios físicos. Las extensiones del estándar IEEE 802.3 especifican implementaciones para fast Ethernet. Las variaciones físicas de las especificaciones IEEE 802.3 original incluyen 10Base2, 10Base5, 10BaseF, 10BaseT, y 10Broad36. Las variaciones físicas para Fast Ethernet incluyen 100BaseTX y 100BaseFX.
- IEEE 802.4: Especifica el bus de señal pasante.
- IEEE 802.5: Protocolo de LAN IEEE que especifica la
implementación de la capa físicas y de la subcapa
MAC de la capa de enlace de datos. IEEE 802.5 usa de acceso de transmisión
de tokens a 4 Mbps ó
16 Mbps en cableado STP O UTP y de punto de
vista funcional y operacional es equivalente a token
Ring de IBM.
Es una tecnología desarrollada para las redes (LANs) basada en tramas de datos. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo OSI. Ethernet se refiere a las redes de área local y dispositivos bajo el estándar IEEE 802.3 que define el protocolo CSMA/CD. Los elementos en una red Ethernet son los nodos de red y el medio de interconexión. Dichos nodos de red se pueden clasificar en dos grandes grupos: Equipo Terminal de Datos (DTE) y Equipo de Comunicación de Datos (DCE). Ethernet permite un buen equilibrio entre velocidad, costo, facilidad de instalación y habilidad para soportar virtualmente todos los protocolos de red populares. Un sistema Ethernet consiste en tres elementos:
· Un medio físico utilizado para transportar señales entre dos computadoras (adaptadores de red y cableado).
· Un juego de reglas o normas de acceso al medio (por ejemplo, el cable) que le permita a las computadoras poder arbitrar o regular el acceso al sistema Ethernet.
· Un estándar o patrón llamado trama o frame que consiste en un juego determinado de bits, usados para transportar datos a través del sistema.
2.2.10
Cableado Estructurado
Consiste en el tendido de cables en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de área local. El tendido de cable para una red de área local tiene cierta complejidad cuando se trata de cubrir áreas extensas tales como un edificio de varias plantas. En este sentido hay que tener en cuenta las limitaciones de diseño que impone la tecnología de red de área local que se desea implantar:
- La segmentación del tráfico de red.
- La longitud máxima de cada segmento de red.
- La presencia de interferencias electromagnéticas.
- La necesidad de redes locales virtuales.
La idea del cableado estructurado es simple:
· Tender cables en cada planta del edificio.
· Interconectar los cables de cada planta.
2.2.10.1 Normas para Cableado Estructurado
La norma central que especifica un género de sistema de cableado para telecomunicaciones
Norma ANSI/TIA/EIA-568-A,
Norma para construcción comercial de
cableado de telecomunicaciones. Esta
norma fue desarrollada y aprobada por comités del Instituto Nacional Americano
de Normas (ANSI),
Existe un número de normas relacionadas que deben seguirse con apego:
Dichas
normas incluyen
Otra
norma relacionada es
ANSI/TIA/EIA-607, Requisitos de aterrizado y protección para telecomunicaciones en edificios comerciales, que dicta prácticas para instalar sistemas de aterrizado que aseguren un nivel confiable de referencia a tierra eléctrica, para todos los equipos.
Cada uno de estas normas funciona en conjunto con la 568-A. Cuando se diseña e instala cualquier sistema de telecomunicaciones, se deben revisar las normas adicionales como el código eléctrico nacional (NEC) de los E.U.A., o las leyes y previsiones locales como las especificaciones NOM (Norma Oficial Mexicana).
Subsistemas de la norma ISO/TIA/EIA-568-A, consiste de 7 subsistemas funcionales:
a) Instalación de entrada, o acometida, es el punto donde la instalación exterior y dispositivos asociados entran al edificio. Este punto puede estar utilizado por servicios de redes públicas, redes privadas del cliente, o ambas. están ubicados los dispositivos de protección para sobrecargas de voltaje.
b) Sala de máquinas o equipos es un espacio centralizado para el equipo de telecomunicaciones que da servicio a los usuarios en el edificio
c) El eje de cableado central proporciona interconexión entre los gabinetes de telecomunicaciones Consiste de cables centrales, interconexiones principales e intermedias, terminaciones mecánicas, y puentes de interconexión.
d) Gabinete de telecomunicaciones, es donde terminan en sus conectores compatibles, los cables de distribución horizontal.
e) El cableado horizontal, consiste en el medio físico usado para conectar cada toma o salida a un gabinete. Se pueden usar varios tipos de cable para la distribución horizontal.
f) El área de trabajo, sus componentes llevan las telecomunicaciones desde la unión de la toma o salida y su conector donde termina el sistema de cableado horizontal, al equipo o estación de trabajo del usuario.
g) Cableado de backbone, el propósito es proveer interconexión entre edificio sala de equipo y closet de telecomunicaciones y además incluye los medios de transmisión, intermediario y terminaciones mecánica, utiliza una estructura convencional tipo estrella.
2.3
Bases Legales
Artículos
108 y 110 de
Nuestra carta magna
reconoce el interés público de la ciencia, la tecnología, el conocimiento, la
innovación y sus aplicaciones y los servicios de información necesarios por ser
instrumentos fundamentales para el desarrollo económico, social y político del
país, así como para la seguridad y soberanía nacional, igualmente establece que
el Estado garantizará servicios públicos de radio, televisión y redes de
bibliotecas y de informática, con el fin de permitir el acceso universal a la
información. Los centros educativos deben incorporar el conocimiento y
aplicación de las nuevas tecnologías, de sus innovaciones, según los requisitos
que establezca la ley.
Declara el acceso y el uso
de Internet como política prioritaria para el desarrollo cultural, económico,
social y político de