Redes
de área local (LAN)
Las redes son agrupaciones de
ordenadores independientes que se pueden comunicar con otros sobre un medio físico
compartido. Las redes de área local (LAN) son aquellas que comúnmente están
restringidas a un área geográfica pequeña, como un edificio o el campus de
una universidad. El diseño de una LAN, sin embargo, no es necesariamente
sencillo, ya que pueden incluir cientos de ordenadores y ser utilizada por
millares de usuarios.
El desarrollo de diversas normas (estándares)
en las
conexiones físicas
y protocolos de red, han hecho posible la proliferación de
LAN´s
por todo el mundo.
Redes
de área extensa (WAN - Wan area Networking)
A menudo, una red no está
localizada en su totalidad en el mismo emplazamiento físico. Una red de área
extensa (WAN) es, precisamente por eso, la conexión de múltiples redes de área
local (LAN) que están separadas geográficamente. Esto se realiza conectando
las múltiples LAN utilizando servicios que incluyen líneas telefónicas
dedicadas o no, vía satélite o servicios de transmisión de paquetes. Las WAN
pueden ser tan simples como enlaces con modems mediante un servidor de acceso
remoto, o tan complejas como enlces de cientos de oficinas en todo el mundo,
utilzando protocolos de enrutado especiales y filtros, para optimizar la
cantidad de datos enviados y así minimizar los costes.
Ethernet
Ethernet es la tecnología LAN
más utilizada actualmente. Otros tipos son Tokeng Ring, FDDI y LocalTalk. Cada
una tiene sus ventajas y desventajas: Ethernet tiene una buena relación entre
la velocidad, precio y facilidad de instalación. Puntos fuertes que, combinados
con su amplia aceptación en el mercado del ordenador y la capacidad para
soportar virtualmente los protocolos de red más populares,
hace de Ethernet una tecnología ideal de networking.
La normativa Ethernet está definida por la Institución de Ingenieros Eléctricos
y Electrónicos (IEEE). La Norma IEEE 802.3 define las reglas para configurar
una red Ethernet, así como también especifica cómo deben interactuar los
distintos elementos en la red. Utilizando el estándar IEEE, se garantiza que
tanto equipos como protocolos de red operarán de la manera más eficiente.
Fast
Ethernet
Debido a la demanda continua
de mayor ancho de banda en las redes Ethernet, aparece el nuevo estándar Fast
Ethernet (IEEE 802.3u). Este estándar aumenta la velocidad de transmisión de
Ethernet (10 Mbits/segundo) hasta 100 Mbits/segundo, con cambios mínimos en la
estructura del cableado.
Hay tres tipos de estándares
Fast Ethernet: 100BASE-TX, para utilización de cableado UTP categoría 5;
100BASE-FX para uso con cable de fibra óptica y 100BASE-T4, que utiliza dos
conductures para utilizar cableado UTP categoría 3.
La incorporación de Fast
Ethernet en un red está determinada por varias cuestiones que el responsable de
la red debe plantearse. Por ejemplo, cuántos usuarios necesitan realmente más
ancho de banda, qué segmentos del backbone necesitan ser reconfigurados a
100BASE-T y qué tipo de hardware que necesita para conectar los segmentos
100BASE-T a los 10BASE-T ya existentes.
Ya empezamos a oir otra nueva
tecnología, la Gigabit Ethernet, que permitirá la migración de las redes Fast
Ethernet a otras de la próxima generación que tendrán que soportar unas
velocidades de transferencia todavía mayores.
Protocolos
Los protocolos de red son las
normas que definen la comunicación entre ordenadores. Un protocolo define cómo
los ordenadores se deben identificar en una red, la forma que los datos deben
tomar en el tránsito (tramas), y cómo esta información debería procesarse
una vez alcanzado su destino final. Los protocolos también definen
procedimientos para manejar transmisiones perdidas o "datagramas",
"paquetes" dañados. Ejemplos de protocolos de red son
ü
IPX
ü
TCP/IP
ü
DECnet
ü
AppleTalk
ü
LAT.
Aunque cada protocolo de red
es diferente, todos usan el mismo cableado físico. Este método común de
acceder a la red física, permite que coexistan distintos protocolos, y por lo
tanto al diseñador de una red usar hardware común. Este concepto es conocido
como "independencia de protocolo", que significa que la red física no
depende de los protocolos que transporta.
Colisiones
Como ya hemos apuntado
anteriormente, Ethernet trabaja en un medio compartido, por lo que evidentemente
hay reglas para enviar paquetes de datos y así evitar conflictos y garantizar
la integridad de los datos en su destino. Los nodos de una red Ethernet envían
paquetes cuando determinan que la red no está en uso en ese momento. Es posible
que dos nodos distintos traten de enviar datos al mismo tiempo. Mientras
transfieren paquetes a la red, de vez en cuando detectan que otro nodo también
ha comenzado a enviar paquetes. Esto es lo que se llama colisión, y es un elemento indispensable a tener en cuenta en el
diseño y funcionamiento de redes. En Ethernet, cada nodo intenta enviar paradas
cuando detecta una colisión, y espera un tiempo aleatorio antes de intentar el
reenvío. Las reglas de diseño de redes tienen en cuenta el mínimo tamaño de
paquetes, así como la velocidad de transmisión, para asegurar que el nodo
emisor pueda detectar una colisión. Son pocos los productos que incluyen
retardos en la transmisión de paquetes (latencia). Las longitudes del cableado
también están restringidas. Por estas razones, es importante que los
administradores de redes utilicen dispositivos que separen la red en dominios de
colisión.
Cableado
y Topologías
Una parte importante en el
diseño e instalación de una red Ethernet, es el seleccionar la mejor
estructura de cableado posible. Hay cuatro tipos importantes de cableado:
Thickwire (coaxial grueso), Thin coax (coaxial fino) , par trenzado sin
apantallar (UTP) y fibra óptica. La selección cuidadosa del cableado Ethernet
apropiado, puede evitar costosos recableados cuando su red crezca.
Los cableados Ethernet se usan en dos topologías o configuraciones generales:
"bus" y "estrella". Estas dos topologías definen cómo los
"nodos" se conectan uno a otro. Un "nodo" es un dispositivo
activo conectado a la red, como un ordenador, una impresora o equipo de red,
como un repetidor o
un router.
Topología en bus.
Consiste en nodos conectados en serie a lo largo del cable. Se pueden conectar
muchos nodos en el bus y comunicarse con otros nodos que estén en el mismo
segmento de cable. Una rotura
en cualquier parte del cable
ocasionará que
el segmento entero
quede
inoperativo
hasta que la rotura se repare.
Topología
en estrella.
Sólo une dos nodos. La principal ventaja de este tipo de red es la fiabilidad,
ya que si hay una rotura en un enlace punto a punto, sólo afectará a los dos
nodos del segmento. Los otros nodos en la red continurán funcionando como si
los de ese segmento no existieran. Se pueden
utilizar repetidores
para extender
la distancia
física de
red, uniendo varios segmentos
punto
- a - punto.
Thickwire
Thickwire, o Ethernet 10BASE5,
se usa generalmente para crear grandes "backbones". Un backbone (o
troncal) de red une segmentos de red menores en una LAN grande. El Thickwire es
óptimo para utilizarse como troncal, puesto que puede soportar muchos nodos en
una topología de bus y el segmento puede ser bastante largo. De esta manera
pueden unirse varias redes de trabajo en grupo (o departamentales) a una red
general mediante el backbone. Un segmento de thickwire puede tener hasta 500
metros de longitud y hasta 100 nodos.
EL thickwire es un cable coaxial grueso, y es caro y difícil de trabajar con él.
Un cable coaxial grueso se utiliza por su inmunidad a niveles comunes de ruido
eléctrico, asegurando la integridad de las señales de red. Los nuevos nodos se
conectan al cable perforándolo con un dispositivo conocido como
"vampiro". Los nodos deben espaciarse exactamente 2.5 m. para evitar
interferencias entre
señales de
un nodo a
otro. Debido a estas características, el thickwire es la
mejor
elección, aunque no limitado a, aplicaciones de backbone.
Thin coax (coaxial fino)
Thin coax, o Ethernet 10BASE2,
ofrece las ventajas de la topología de bus del thickwire, a un coste inferior y
con una instalación más fácil. El thin coax es un cable coaxial más flexible
que el thickwire, pero sólo soporta hasta 30 nodos, separados por lo menos
medio metro. Cada segmento no debe tener una longitud superior a 185 metros.
Sujeto a estas restricciones, el thin coax también
puede usarse para crear
backbones, aunque con menos nodos.
Un segmento thin coax se compone realmente de muchos tramos de cables, cada uno
con un conector de tipo BNC en cada extremo. Cada tramo de cable se conecta al
próximo con un conector tipo "T", posibilanto así la conexión de un
nuevo nodo. Los nodos pueden conectarse o desconectarse de los conectores
"T" según la necesidad, sin que afecte ésto sobre el resto de la
red. El bajo coste del thin coax, posibilidad de reconfiguración, y la topología
en bus hacen que sea un cable atractivo para redes pequeñas, para construir
redes departamentales, para conectar a backbones y para cablear cierto número
de nodos en una misma sala, como un laboratorio de ordenadores.
Par
Trenzado
El cable de par trenzado sin
apantallar (UTP), ofrece muchas ventajas sobre los thickwire y thin coax. El
thickwire y el thin coax son cables coaxiales, por lo que son relativamente
caros y requieren ciertos
cuidados durante
la instalación. EL UTP es
parecido al cable telefónico que se
instala en los edificios.
Los
cables UTP están clasificados en varios grados, cuanto mayor es el grado,
mejores son las funcionalidades. El cable Nivel 5 es el de grado más alto (y el
más caro), con una velocidad de transmisión de hasta 100 Mbps (Megabits por
segundo). Los cables de Nivel 4 y Nivel 3 hasta ahora eran los más utilizados
en instalaciones 10BASE-T; el cable Nivel 4 puede soportar velocidades de hasta
20 Mbps, Nivel 3 hasta 16 Mbps, Nivel 2 y Nivel 1 son los grados bajos y más
baratos, diseñados
inicialmente para voz
y transmisiones de baja velocidad (menos de 5 Mbps);
éstos
no deberían usarse en el diseño de redes 10BASE-T.
Un cable Ethernet UTP o
10BASE-T utiliza una topología de estrella. Generalmente un ordenador se ubica
en un extremo del segmento, y el otro extremo se conecta a un dispositivo
centralizado, como un repetidor o hub (concentrador). Ya que el cable UTP se
instala frecuentemente junto con el cable telefónico, esta ubicación central
puede ser el lugar donde se coloque la centralita u otra área más conveniente
para conectar el segmento de cable UTP al backbone. Los segmentos de cable UTP
están limitados a 100 metros de longitud.
Fibra
Optica
En el cable Ethernet de Fibra
óptica, o 10BASE-FL, los segmentos son parecidos al par trenzado. El cable de
fibra óptica es más caro, pero es inapreciable en situaciones dónde las
emisiones electrónicas y los peligros ambientales son prioritarios. La situación
más común donde estas condiciones amenazan una red está en las conexiones de
LAN entre edificios. Los cortes en la electricidad pueden hacer estragos y fácilmente
inutilizar el equipamiento de red. Los cables de fibra óptica efectivamente
aislan el equipo de red de estas condiciones porque no conducen electricidad. El
cable de fibra óptica también es muy útil en zonas donde son frecuentes las
interferencias electro-magnéticas, como en una fábrica, una industria de acero
u otros similares.
La norma Ethernet permite segmentos de cable de fibra óptica de 2 kilómetros.
Esto posibilita el comunicar edificios y nodos remotos que de otra manera no
podrían interconectarse con cable de cobre.
El cableado de fibra óptica puede ser una buena inversión, puesto que debido a
la continua evolución en tecnologías de red, y la continua demanda en ancho de
banda, es el medio físico con más posibilidades hoy en día y para el futuro
inmediato. FDDI y otras tecnologías más rápidas que Ethernet (Fast Ethernet,
ATM, ...) están soportadas sobre el mismo cable, evitando así un recableado
costoso e inutil teniendo en cuenta que siempre hay que pensar en el futuro.
Transceptores
(Transceiver)
Los transceptores se utilizan
para conectar nodos de distintos cableados Ethernet. Los transceptores, también
conocidos como Unidades de Conexión a Medios físicos (Media Attachment Units -
MAUs), tienen un conector al cable Ethernet y una Interfaz de Usuario de
Aplicación, o AUI, que se conecta al ordenador. El conector AUI es un conector
de 15 pines tipo D-shell, hembra en el lado del ordenador, macho en el lado del
transceptor. Muchos ordenadores compatibles con interfaz Ethernet vienen con
este conector AUI. El transceptor está generalmente unido al conector AUI del
ordenador, o puede ser unido al AUI del ordenador con cable apantallado (cable
DROP). Además de un conector AUI, muchas tarjetas de red y ordenadores también
incorporan uno 10BASE-T o 10BASE2, lo que permite la conexión directa a la red
Ethernet sin necesidad de un transceptor (transceiver)
externo que permitiera la conexión a la red de datos institucional.
Repetidores
Los repetidores se usan para
conectar dos o más segmentos de red Ethernet de cualquier tipo. Cuando los
segmentos exceden de su número máximo de nodos o de la longitud máxima, la
calidad de la señal comienza a deteriorarse. Los repetidores permiten la
resincronización y amplificación de la señal requerida para interconectar
segmentos. Una conexión de repetidor cuenta con el límite total de nodos por
cada segmento. Por ejemplo, un segmento thin coax puede tener una logitud de 185
metros (la máxima) y 29 nodos o estaciones y un repetidor, con el fín de que
el número total de nodos por segmento sea el permitido (30). Un segmento de
thickwire puede ser de 500 metros de longitud y tener 98 nodos con dos
repetidores para que hagan un total de 100 nodos por segmento, distancias
definidas por los estandares de la
IEEE y aceptada por los fabricantes. .
Los repetidores Ethernet son imprescindibles en el topologías en estrella. Un
repetidor de par trenzado permite unir en la misma red varias conexiones
punto-a-punto. Cada extremo de las conexiónes punto-a-punto estará unido al
repetidor y el otro al ordenador, mediante un transceptor. Si el repetidor está
unido al backbone (troncal), todos los ordenadores que están conectados a ese
repetidor se podrán comunicar con otros conectados sobre el backbone o columna
vertebral.
Los Repetidores también monitorizan los segmentos que están conectados,
característica básica necesaria para controlar que la red funcione
correctamente. Un segmento puede llegar a ser inoperante si, por ejemplo, ocurre
una rotura. Los repetidores limitan el efecto de estos problemas al segmento
defectuoso, permitiendo a los segmentos inafectados funcionar normalmente. Un
mal funcionamiento en un segmento de una red punto-a-punto inutilizará un único
ordenador, mientras que el mismo problema en una topología de bus inutilizaría
todos los nodos conectados a ese segmento.
Una red que usa repetidores está sujeto la norma de colocación del repetidor
"5-4-3": en la red que hay cinco segmentos conectados; sólo pueden
utilizarse cuatro repetidores; y de los cinco segmentos, sólo tres pueden tener
usuarios conectados a ellos - los otros dos deben ser para uniones entre
repetidores. Estas restricciones tienen que ver con las limitaciones de latencia
de Ethernet. Aunque las señales eléctricas por los cables Ethernet viajan casi
a la velocidad de la luz, éstas tardan cierto tiempo desde un extremo a otro de
una Ethernet grande. La norma Ethernet supone que una señal tardará en el peor
de los casos 50 microsegundos en alcanzar su destino. Si el diseño de la red
infringe la regla 5-4-3, esta directiva de latencia no se cumplirá y la estación
remitente, no habiendo recibido el reconocimiento de su paquete enviado,
continuará reenviando ese paquete. Esto puede conducir a la pérdida de
paquetes, lentitud en la red y que las aplicaciones vayan más lentas o incluso
que fallen por la imposibilidad de conectarse adecuadamente. .
Bridges
(puentes)
La función de un bridge es la
de conectar redes Ethernet. Los bridges "copian" las direcciones
Ethernet de los nodos que están sobre cada segmento de red y permiten así sólo
el tráfico necesario para pasar al otro lado del bridge. Cuando un paquete se
recibe en el bridge, éste determina los segmentos de fuente y destino. Si los
segmentos son el mismo, el paquete no pasa al otro lado ("filtrado");
si los segmentos son diferentes, entonces el paquete se pasa al otro lado
("forwarding"). Además, los bridges impiden que los paquetes
defectuosos pasen de un segmento a otro, filtrandolos. Los bridges son
dispositivos "store-and-forward", ya que estudian el paquete Ethernet
al completo antes de tomar la decisión de filtrarlo o dejarlo pasar.
Muchos
bridges tienen la funcionalidad de aprender, lo que significa que determinan
sobre qué segmento está localizado el usuario, generando una tabla, para
controlar el tráfico de los paquetes de la red. Esta capacidad de aprender
evita que se formen bucles en redes que tengan varios bridges. Como cada bridge
aprende la configuración de red (un bucle presentaría conflictos en la
información de sobre qué segmento está una dirección específica) fuerza al
dispositivo a dirigir todo el tráfico hacia su destinatario. El algoritmo
"Spanning Tree" es un software que describe cómo los conmutadores y
los bridges se deben comunicar para evitar bucles de red. Para el intercambio de
paquetes, llamado BPDUs, los bridges establecen una única trayectoria para
alcanzar cada segmento de red. El proceso de pasar los paquetes BPDU es
continuo, así que si un conmutador o un bridge falla, los dispositivos
restantes reconfiguran los trayectos hacia cada segmento. El estándar "Spanning
Tree", como ya hemos visto, también es aplicable a conmutadores del tipo
Ethernet estandarizados por la IEEE y los fabricantes de dispositivos.
Conmutadores
Ethernet (switches)
Los conmutadores Ethernet son
una extensión de los conceptos de "bridging" Ehernet. ¿Si tiene
sentido para unir dos redes mediante un bridge, por qué no se desarrolla un
dispositivo que pueda unir cuatro, seis, 10 o más redes? Esto es exactamente lo
que hace un conmutador de LAN. Los conmutadores de LAN tienen dos arquitecturas
básicas, "cut-through" y "store-and-forward".
Los conmutadores "cut-through" tuvieron en el pasado más aceptación,
puesto que contaban con la ventaja de que el paquete que entraba en el
conmutador, lo único que examinaba antes de enviarlo era la dirección de
destino. Un conmutador "store-and-forward", por otra parte, acepta y
analiza el segmento entero antes de remitirlo a su destino. Se tarda más al
examinar el paquete completo, pero así el conmutador no envía paquetes erróneos
y por lo tanto no los propaga por la red. Hoy en día, la velocidad de los
conmutadores "store-and-forward" es practicamente igual a los "cut-through",
por lo que la diferencia es mínima. También, hay un gran número de
conmutadores híbridos que mezclan ambas arquitecturas dentro de un solo
dispositvo de comunicaciones.
Los conmutadores Ethernet, como los bridges, se usan para dividir una red grande
en un número de segmentos menores. Cada de uno de estos segmentos tiene un
ancho de banda de 10 Mbps compartido por menos usuarios, lo que da como
resultado mejores prestaciones. Los conmutadores más modernos ofrecen
conexiones de alta velocidad, FDDI, ATM o Fast Ethernet, que pueden usarse como
backbone entre conmutadores o para dar un ancho de banda agregado a servidores
particularmente importantes que tengan mucho tráfico dentro de la red a las
cuales se conectan.
Routers
Los routers funcionan de una
manera parecida a los conmutadores y bridges, ya que filtran tráfico fuera de
la red. Mientras que éstos lo realizan por dirección de paquetes, el router
filtra por el protocolo específico. Los Routers nacieron debido a la necesidad
de dividir redes lógicamente en vez de dividir a la red o al backbone o columna
vertebral físicamente para mejorar la conexión.
Un router IP puede dividir una red en varias subredes para que el tráfico
destinado a una dirección IP en particular pueda pasar entre varios segmentos.
El precio que hay que pagar por este tipo de direccionamiento y filtrado
inteligente se calcula comúnmente en velocidad de la red. Estos filtrados
llevan más tiempo que el realizado por un conmutador o un bridge, que sólo
inspeccionan la capa MAC. El Brouter es un término que se utiliza para
describir a los dispositivos que tienen ambas capacidades, aunque los
conmutadores y bridges frecuentemente tienen algúna característica de router,
como filtrado selectivo de protocolos que esten definido en el Ruteador.
Servidores
Cuando en una red existe una
clara demanda de ficheros o varios usuarios acceden a un mismo dispositivo de
red, parece claro que hay que pensar en cómo permitir que estos recursos sean
compartidos. Los servidores son dispositivos de red que permiten que los
ficheros, dispositivos u otros recursos puedan ser compartidos por lo usarios de
la red. Los servidores de ficheros son ordenadores diseñados para dar acceso a
ficheros almacenados en sus discos duros. Los servidores de impresoras son
dispositivos que conectan una impresora a la red y permiten que todos los
usuarios de la misma tengan acceso a la impresora. Los servidores de terminales
hacen posible la conexión directa de un terminal a la red y así acceder a
cualquier host que esté disponible.
Tanto Ethernet como Fast
Ethernet tienen reglas de diseño que deben observarse para su correcto
funcionamiento. El máximo número de nodos, el número de repetidores y las
distancias máximas de segmentos están determinadas por las propiedades de diseño
eléctrico y mecánico de cada tipo de cableado Ethernet y Fast Ethernet.
Una red que utilice
repetidores, por ejemplo, ha de tener en cuenta las restricciones de tiempos de
Ethernet. Aunque las señales eléctricas en el cableado Ethernet viajan casi a
la velocidad de la luz, tardan un tiempo finito en recorrer la distancia de un
punto a otro de la red. El estándar Ethernet asume que una señal alcanza su
destino en 50 microsegundos.
Tipo
|
Nº
Máximo de Nodos por segmento
|
Distancia
Máxima
|
10BASE5 |
100 |
500 m |
10BASE2 |
30 |
185 m |
10BASE-T |
2 |
100 m |
10BASE-FL |
2 |
2000 m |
Si en el diseño de la red no
se cumplen las reglas del número de repetidores, entonces no se cumplirán los
tiempos y la estación emisora, no habiendo recibido la confirmación del
paquete enviado, lo volverá a enviar. Esto puede provocar que los paquetes se
pierdan, además de ralentizar la velocidad de la red y provocar problemas en
las aplicaciones.
Ethernet está sujeta a la
regla de emplazamiento de repetidores "5-4-3": la red sólo puede
tener cinco segmentos conectados; sólo se pueden conectar cuatro repetidores; y
de los cinco segmentos, solo tres pueden tener usaurios conectados a ellos; los
otros dos deben ser enlaces entre repetidores.
Fast Ethernet ha modificado
las reglas de los repetidores, ya que el paquete menor tarde menos tiempo en el
tránsito que en Ethernet. La longitud de los enlaces de red y el estándar,
permiten un número menor de repetidores. En las redes Fast Ethernet, hay dos
clases de repetidores:
Los repetidores Clase I tienen
una latencia de 0,7 microsengundos o menos y están limitados a un repetidor por
red.
Los repetidores Clase I tienen
una latencia de 0,7 microsengundos o menos y están limitados a un repetidor por
red.
Los de Clase II tienen una
latencia de 0,46 microsegundos o menos y el límite está en dos repetidores por
red.
A continuación se exponen las
características de distancia (diametro) para estos tipos de repetidores Fast
Ethernet:
Fast
Ethernet
|
-Cobre-
|
-Fibra-
|
Sin repetidores |
100 m |
412 m |
Un repetidor Clase I |
200 m |
272 m |
Un repetidor Clase II |
200 m |
272 m |
Dos repetidores Clase II |
205 m |
228 m |
Cuando se necesite incrementar
la distancia a el número de nodos/repetidores, será necesario utilizar un
bridge, un router o un switch. Estos dispositivos esencialmente "unen"
dos redes separadas, permitiendo que se apliquen los criterios de diseño de
redes en cada uno de los segmentos. Con los switches se pueden contruir grandes
redes con una óptima funcionalidad. Cada red conectada via uno de estos
dispositivos tiene un dominio de colisión. La reducción en los costes de los
brigdes y de los switches han reducido considerablemente el impacto de las
reglas de los repetidores en el diseño de una red.
Cuando
Ethernet ya es demasiado lenta
En el caso de que muchos
usuarios compartan una red como si se añaden aplicaciones que necesiten más tráfico
de datos, las prestaciones de dicha red disminuyen considerablemente. Esto es
debido a que en una red compartida, todos los usarios compiten por el ancho de
banda del bus Ethernet. Supongamos una red a 10 Mbps moderadamente cargada, con
30-50 usuarios; en este caso el ancho de efectivo no será superior a 2,5 Mbps,
entre la carga de paquetes, nivel entre paquetes y colisiones. Y cuanto más se
incremente el número de usuarios (y por lo tanto la transmisión de paquetes),
incrementaremos aún más el número de colisiones.
Una de las primeras medidas a
tomar para resolver este problema es segmentar el tráfico utilizando un bridge
o un switch (conmutador). Fácil de instalar, un switch puede sustituir a un hub
y aumenta considerablemente las prestaciones de la red. Por ejemplo, un switch
de ocho puertos soporta ocho Ethernets, cada una con un ancho de banda de 10
Mbps. Otra opción es dedicar uno o más de esos puertos conmutados a un
dispositivo que soporte mucho tráfico, como un servidor de ficheros.
Las aplicaciones de video y
multimedia requieren un ancho de banda continua de unos 1,5 Mbps, casi lo que un
usuario podría demandar, según hemos visto arriba en una red compartida de 10
Mbps. Si además sumamos el hecho de que el video pierde sincronismo y la tasa
de transmisión no es la suficiente, nos encomtramos con el problema de que el
ancho de banda de nuestra red no es suficiente para este tipo de aplicaciones.
Sin embargo, al añadir a
nuestra red conmutadores, veremos que las prestaciones aumentan
considerablemente frente a redes compartidas. Un de ellas es la de dividir redes
dentro de segmentos mayores y de mayor ancho de banda. Los conmutadores Ethernet
examinan cada paquete, determinando el destino del mismo, para enviarlo luego sólo
a los puertos a donde necesite ir. Los conmutadores modernos son capaces de
hacer esto sin añadir ningún tipo de retardo.
Aparte de redirigir el paquete
sólo hacia su destino y filtrarlo a los demás puertos, los conmutadores también
regeneran completamente el paquete Ethernet. Esta regeneración y resincronización
del paquete permite que cada puerto del conmutador se trate como un segmento de
red, capaz de soportar la longitud máxima del cable, con todas las
restricciones de repetidores antes mencionadas.
Además, los paquetes perdidos
son identificados e inmediatamente anulados. Esta actividad de limpieza aisla
los problemas intrínsecos a un sólo segmento, evitando así que se propague a
otros de la red. Este aspecto de la conmuatción no debe menospreciarse en redes
donde deben preveerse fallos del hardware.
Otro método para aumentar el
ancho de banda de servidores o estaciones de trabajo es utilizar Full duplex.
Para utilizar full duplex, se necesitan tarjetas de red especiales en los
servidores, al igual que los conmutadores deben estar preparados para ello. Con
Full Duplex se duplica el ancho en el enlace, obteniendo 20 Mbps en Ethernet y
200 Mbps en Fast Ethernet. En cualquier caso, el paso más lógico es utilizar
Fast Ethernet en los dispositivos que necesiten mayor cantidad de ancho de
banda, uniéndolos mediante un conmutador. Muchos conmutadores se diseñan
pensando en esto, incluyendo módulos Fast Ethernet.
Gestión
de red
Durante muchos años, el SNMP
(Simple Network Management Protocol) ha sido la herramienta más popular de
gestiónde redes. SNMP reside como agente en cada dispositivo de red, recogiendo
datos según el estándar MIB (Management Information Bases). Una estación
gestionada con SNMP recopila información, que luego puede ser visualizada por
el adminsitrador de la red, analizando los eventos que ocurran dicha red.
En 1991, se creó el protocolo
RMON (Remote Monitoring protocol) para aumentar las posibilidades del SNMP en
redes segmentadas por switches o que tenían muchos enlaces remotos. RMNO
utiliza agentes inteligentes (pruebas), que permiten el filtrado de datos e
información sólo cuando es requerido por la estación de gestión SNMP. Esto
reduce la carga en la red que introducía el SNMP en redes de gran tamaño,
causa principal del uso restringido de gestión de red.
Con el fín de permitir al
administrador de red la introducción de condiciones de análisis, RMON facilita
pruebas de medición de las prestaciones de la red. Cuando las condiociones
programadas se superan, la prueba RMNO alerta a la estación de gestión SNMP
del problema. El protocolo RMON facilita estadísticas del nivel 2 OSI (capa de
enlace) asi como nuevas extensiones facilitan también información del nivel 3
OSI (nivel de red). Esto último, aprobado en 1996, se denomina RMON II, que
ofrece información completa de las incidencias en el nivel 3 OSI. By allowing
the network manager to set thresholds, RMON enables probes to measure network
Analizadores
de Red
Las redes cada vez son más
complicadas, por lo que las herramientas para la localización de averías se
han desarrollado también más. Un analizador de red es un dispositivo diseñado
para controlar, capturar y analizar tráfico de paquetes en la red, o una red o
segmento de red concretos. Los analizadores permiten a un administrador de red
examinar el tráfico real de paquetes entre nodos, lo cual es necesario para
poder resolver problemas complejos en la red.
En el pasado, estos productos se utilizaban para desarrollo de protocolos, con
funciones tales como descifrado automático de protocolo y alarmas en
condiciones críticas. Debido a esto, estos productos tienen mucha aceptación
entre los administradores de redes.
Acceso
Remoto
La creciente demanda en
conectividad de oficinas remotas y usuarios remotos con ordenadores personales
portátiles, se han desarrollado una serie de dispositivos que permitan el
acceso remoto de usuarios a otras redes y a sus recursos. En algunos casos, se
pueden utilizar líneas dedicadas para comunicar oficinas remotas con otras
ubicaciones, pero esta solución es cara y únicamente tiene sentido en oficinas
remotas grandes. Los servidores de acceso remoto permiten puntos de conexión,
tanto hacia fuera como hacia dentro, para correr aplicaciones en la red a la que
están conectados. Estos dispositivos híbridos tienen capacidades de enrutado y
filtrado de protocolos, soporte de estándares PPP y SLIP para conexiones
conmutadas y también ofrecen otros servicios tal como "pool de modems"
y servicios de impresión y de terminales. El acceso por red telefónica
conmutada ofrece tanto a la oficina como al usuario remoto la economía y
flexibilidad que supone el gasto de línea en relación al consumo de la línea.
La oficina remota pequeña puede conectarse a la central, sólo cuando sea
necesario, y por lo tanto así ahorrar en costes, frente a las líneas
dedicadas. El usuario de PCs remotos, tiene la flexibilidad de conectarse desde
cualquier sitio donde haya un teléfono, ya sea en un hotel o en un avión. El
acceso remoto puede ser según los siguientes tipos de conexiones: LAN-LAN y
conexión remota. En la LAN-LAN, una red se conecta a otra por medio de una
conexión conmutada y ambas tienen acceso a los recursos de la red. En conexión
remota, un usuario remoto con un PC o una estación de trabajo se conecta a la
red y funciona como un usuario más. Las conexiones por red telefónica
conmutada normalmente se realizan PPP (Protocolo Punto a Punto), que permite el
transporte de ciertos protocolos, o con SLIP (Serial Line Internet Protocol),
que transporta IP sobre líneas serie. Los productos de acceso remoto también
soportan diferentes normas de línea telefónica y modems. El comprador del
equipo de acceso remoto puede escoger entre líneas telefónicas analógico/digitales
o RDSI, dependiendo de los interfaces dsiponibles en cada producto. Además,
cuando se utilizan modems externos, el usuario tiene un amplio abanico de modems
y/o adaptadores de terminales RDSI o de líneas dedicadas para convertir a líneas
seriales o commutadas normales de uso para telefonía.
Servidores
de Impresoras y Terminales
Los servidores de terminales y
de impresión facilitan el uso de terminales e impresoras en redes, así como
también modems y otros dispositivos serie. Un servidor que da acceso a la red a
dispositivos serie se llama comúnmente "servidor de terminal" aunque
también puede conectar impresoras y terminales serie. Un "servidor de
impresoras" es de esperar que tenga por lo menos un puerto paralelo, pero
puede tener también uno o más puertos serie. La principal diferencia entre
ambos es que los servidores de terminales son dispositivos bidireccionales,
mientras que los servidores de impresora han sido dispositivos unidireccionales,
por lo menos por regla general. Incluso con flujo de datos bidireccionales,
recientemente introducido por varios fabricantes de impresoras para cargar tipos
de letra desde el servidor, la mayoría de los datos va en la dirección de la
impresora. A diferencia de transceptores, repetidores, o multiplicadores de
puertos, los servidores de terminales y de impresoras son dispositivos
inteligentes que tienen sus direcciones propias de red y tienen una
funcionalidad mayor que una simple conexión física a redireccionamiento de señales
eléctricas para la trasmision de la información.
La función inicial de los
servidores de terminales fue para los terminales pudieran transmitir y recibir
datos de servidores a través de redes de área local, sin requerir que cada
terminal tuviera su própia conexión de red. Si bién la existencia de los
servidores de terminal está ya justificada por coste y conveniencia, su
inteligencia inherente tiene otras muchas ventajas. Entre otras, la de mejorar
el control y verificación remota. Los servidores de terminales que soportan
protocolos como SNMP hace que las redes sean más fáciles de administrar. Otra
ventaja está en comunicaciones locales, puesto que un servidor de terminal
facilita las comunicaciones entre los dispositivos que están conectados (los
dispositivos que están en su dominio) sin utilizar recursos de red para
hacerlo. Otra ventaja es la posibilidad de mandar mensajes a todos estos
dispositivos (broadcast).
Los dispositivos que se conectan a una red mediante un servidor de terminal o un
servidor de impresora pueden compartir los recursos que estén disponibles en
toda la red. Una impresora serie, por ejemplo, podría ser utilizada por un host
local o por uno distante. (En el caso del host local, la transmisión no irá más
allá del servidor local de impresora o terminal.) O varios modems conectados al
servidor en la red pueden actuar como un pool compartido para estaciones de
trabajo, y terminales en cualquier punto de la red. También un terminal puede
conectarse a varios servidores a la vez (en sesiones múltiples), y conmutar
entre ellos. La carga de trabajo balaceada es casi automáticamente una
consecuencia de tener múltiples recursos similares en la red. Un servidor de
terminal puede localizar en la red al servidor menos cargado que tenga el
software necesario, o un servidor puede localizar también la impresora que esté
en ese momento disponible o con menos carga de trabajo.
Con la llegada de servidores de terminales multiprotocolo, se ha solucionado el
problema que tenía un usuario que accedía a un red con servidores que
utilizaban diferentes protocolos. Mientras el servidor de terminal soporta el
protocolo utilizado por el host, el terminal adjunto a ese servidor puede
acceder como si utilizara el protocolo nativo propio del terminal al cual esta
conectado.
Una situación similar ocurre con servidores de impresoras multiprotocolo. La
misma impresora se puede utilizar para imprimir desde servidores Unix, Novell y
NT, por ejemplo. El servidor de impresión puede encolar e imprimir cada trabajo
en el orden en que se reciba, sin considerar el protocolo que se utilizó para
ello es decir de manera totalmente trasnparente.
Las
estaciones de trabajo y los servidores de terminales se pueden utilizar
conjuntamente. Aunque las estaciones de trabajo no necesitan habitualmente
conexión a la red mediante un servidor, los dos dispositivos pueden ser un buen
complemento en los casos en que sea neceserio conectar varios usuarios
suplementarios. En este caso un servidor de terminales puede agregar las
conexiones múltiples necesarias que permiten el acceso a la estación y por lo
tanto permite la conexión física de los terminales a la misma. Un beneficio
adicional es que los terminales pueden acceder a otros recursos de red. Económicamente
tiene sentido, puesto que es una conexión única a la red, en vez de
transceptores individuales y tarjetas de interfaz para cada terminal.
Los sistemas DEC que utilizan
Unix y LAT no pueden comunicarse directamente con sistemas que utilizen TCP/IP,
a pesar de que es habitual tener estaciones de trabajo Sun y VAXes. Dada su
capacidad natural de traducción, un servidor de terminales multiprotocolo puede
realizar conversiones entre los protocolos que conoce, como LAT y TCP/IP, al
menos para aquellos que están trabajando con terminales. Aunque el ancho de
banda de un servidor de terminales no es adecuado para el manejo de archivos
grandes, puede manejar fácilmente aplicaciones del tipo pregunta/respuesta
entre hosts, comprobación del buzón electrónico, etc. Y es mucho más económico
que otras alternativas , como adquirir software de conversión de proposito
general para el host o Servidor central tipo Mainframe que normalmente es mucho
mas costoso
Flexibilidad: Los servidores de impresoras y terminales dan a
sus usuarios una gran flexibilidad en configuración y administración de sus
redes. Pudiendo mover las impresoras y los periféricos de unas redes a otras,
aumentando la interoperatividad, o preparando el sistema para el crecimiento.
Y nosotros podemos hacer todo esto sin realizar un recableado importante ni complejo.