Dispositivos de Redes

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DISPOSITIVOS DE REDENTENDIENDO EL FUNCIONAMIENTO DE LOS DISPOSITIVOS DE RED

Instituto Tecnológico del Istmo

Iván Sánchez cervantesAdrián Mijangos Valdivieso

Cesar Ramírez CelayaLucero Espinoza Cruz

Raquel Luis CruzLuz María Ortiz Serrano

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2INTRODUCCIÓN

Una red de computadoras está conectada tanto por hardware como por software. El hardware incluye tanto las tarjetas de interfaz de red como los cables que las unen, y el software incluye los controladores (programas que se utilizan para gestionar los dispositivos y el sistema operativo de red que gestiona la red. A continuación se listan los componentes.

Estaciones de trabajo.

Placas de interfaz.

Recursos periféricos y compartidos.

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3Temas de Estudio

1. Dispositivos Activos y Pasivos.

2. Dispositivos de Capa Física.

3. Dispositivos de Capa de Enlace.

4. Dispositivos de Capa de Red.

5. Dispositivos de Capas Superiores.

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41. Dispositivos Activos y Pasivos

Las redes de computadoras están conformadas por equipos activos y pasivos, que se interconectan para su desarrollo y funcionamiento, aquí conoceremos cada uno de esos componentes de red.

¿Qué son los dispositivos activos de una red?

Dispositivos Activos:

• Hub (Concentrador).• Repetidores.• Módem. • Tarjeta de Red.• Bridge (Puente).• Switch(Conmutador).

• Router (Enrutador).• Gateway (Puerta de Enlace).

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5Dispositivos Activos y Pasivos

Hub.- Funciona dentro de la capa 1 del Modelo OSI (Capa física).

Módem.- Funciona dentro de la capa 1 del Modelo OSI (Capa física).

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Repetidores.- Funciona dentro de la capa 1 del Modelo OSI (Capa física).

Tarjeta de red.- Funciona dentro de la capa 1 del Modelo OSI (Capa Física).

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Switch.- Funciona dentro de la capa 2 del Modelo OSI (Capa de Enlace de Datos).

Bridge.- Funciona dentro de la capa 2 del Modelo OSI (Capa de Enlace de Datos).

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El dispositivo que trabaja o funciona en la capa 3 del modelo OSI:• El Router (Ruteador).

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Dispositivos Pasivos

Lo dispositivos pasivos de una red son los Elementos que se utiliza para interconectar los enlaces de una red de datos.

Cables de consola: Sirve para configurar el Router por medio de comandos avanzados a través de una terminal.

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Cable directo: Este tipo de cable es usado para conectar computadoras a equipos activos de red, como Hub’s, Switchers y Routers.

Cable Cruzado: Su función es cruzar las terminales de transmisión de un lado para que llegue a recepción del otro, y la recepción del origen a transmisión del final.

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.Cable coaxial (consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa.)

Cable de fibra óptica: En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz.

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¿Cómo se interconectan los dispositivos activos y pasivos de un red?

Conexión de Redes LAN.- Un caso típico de LAN es en la que existe un equipo servidor de LAN desde el que los usuarios cargan las aplicaciones que se ejecutarán en sus estaciones de trabajo.

Conexión a Internet.

Conexión Por Topologías De Red: Esta enlaza los diferentes dispositivos de la red, tanto activos como pasivos, en todas las formas que conllevan las topologías y que nos permiten utilizarlas en diferentes tipos de redes.

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Conexión de redes inalámbricas. Las LAN inalámbricas utilizan transmisiones de infrarrojos o radiofrecuencias con velocidades de transmisión que van desde menos de 1 Mbps hasta 8 Mbps, y funcionan a distancias de hasta unos cientos de metros.

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14Dispositivos de Capa Física

La Capa Física es la capa que define las especificaciones eléctricas, mecánicas, de procedimiento y funcionales para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales, ocupándose de las transmisiones a nivel de bit.

Funciones Principales de la Capa Física.o Permitir la compatibilidad entre los diferentes tipos de conectores

existentes.o Establecer el tipo de cableado que se debe usar en la red.o Coordinar la modulación de las señales, si es necesario.o Amplificar y re-temporizar las señales en su viaje a través de los medios.

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REPEATER (Repetidor).

¿Qué es un repetidor? ¿Cuál es su función?

Los repetidores realmente, solo están interesados por los bits, no se ocupan de segmentos, ni de paquetes ni de tramas; solo le interesa saber cómo se representa un uno o un cero para poder regenerarlo. Por eso se dice que un repetidor funciona a nivel físico. Son como los Hnos. listos del concentrador que hacen en realidad lo mismo pero con más eficiencia.

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Funciones del Repetidor:

Se emplean para conectar dos o mas segmentos de Ethernet de cualquier tipo de medio físico.

repetidores proporcionan la amplificación y re-sincronización de las señales necesarias para conectar los segmentos.

Los repetidores también monitorizan todos los segmentos conectados para verificar que la red funciona correctamente.

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Consideraciones en el uso de un Repetidor.

Las especificaciones IEEE 802.3 describen las reglas para el número máximo de repetidores que pueden ser usados en una configuración.

Cuando se usan repetidores, simplemente se extiende la red a un tamaño mayor.

La desventaja que esto último produce es que el ancho de banda va disminuyendo cada vez más.

Mira un Ejemplo en Cisco Packet Tracer.

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Hub (Concentrador).

La forma más habitual consiste en usar un concentrador o hub para conectar computadoras en una red, pero antiguamente lo normal era conectar las computadoras a través de un cable coaxial, usando la topología en bus.

Los Hub forman una topología en estrella por razones evidentes. Si queremos unir varias computadoras que se encuentran conectadas en diferentes Hub, lo único que tenemos que hacer es unir los Hub.

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Un concentrador, al igual que un repetidor, toma cualquier señal entrante y la repite hacia todos los puertos. Si el concentrador se conecta al troncal, entonces todos los ordenadores situados al final de los segmentos del par trenzado pueden comunicarse con todos los servidores en el troncal.


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20Dispositivos de Capa de Enlace

Bridge (Puente de Red).

Los puentes son utilizados para interconectar segmentos, un puente se encarga de repetir paquetes. De hecho, un puente es un computador con dos interfaces Ethernet. El puente opera sobre ambas interfaces, capturando una de las tarjetas todos los paquetes válidos y entregándolos a la siguiente.

Analogía

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Un bridge conecta segmentos de red formando una sola subred. Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento al que está conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está intentando transmitir datos a un nodo del otro, el bridge copia la trama para la otra subred, teniendo la capacidad de desechar la trama en caso de no tener dicha subred como destino. Para conocer por dónde enviar cada trama que le llega incluye un mecanismo de autoaprendizaje, por lo que no necesitan configuración manual.

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¿En qué consiste el aprendizaje de los puentes de red?

Los puentes de red usan una tabla de reenvío para enviar tramas a lo largo de los segmentos de la red. Dicha tabla incluye tres campos: dirección MAC, interfaz a la que está conectada y la hora a la que llegó la trama (a partir de este campo y la hora actual se puede saber si la entrada está vigente en el tiempo). El bridge utilizará esta tabla para determinar qué hacer con las tramas que le llegan.

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Comparaciones con otros dispositivos de diferentes capas.

Puentes de red frente a los Concentradores.

Puentes de red frente a los Conmutadores.

Puentes de red frente a los Ruteadores.

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Características y consideraciones sobre el Puente de red:

Los puentes son superiores a los repetidores porque estos no retransmiten errores, ruido o paquetes deformados.

Los puentes pueden hacer decisiones inteligentes.

Un puente puede lograr aumentar la longitud de una red; de modo que unos usuarios pueden alcanzar a otros como si todos estuvieran situados en el mismo segmento de red.

Un puente es como un repetidor pero añade una función de “portero”.


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Switch (Conmutadores).

Externamente no se diferencian mucho de los Hubs pero tienen un conjunto de funcionalidades que los hacen mucho más interesantes.

Se encuentran en el mismo nivel del modelo OSI que los puentes y las tarjetas de red.

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No se conforman simplemente con leer los bits sino que son capaces también de extraer información usando las tramas, y entre otras cosas, obtener la dirección MAC o dirección física de cada dispositivo que está conectado.


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27Dispositivos de Capa de Red

Conocimientos previos:

Conoce las clases de direcciones IP:

Clase A 0.0.0.0 a 127.255.255.255

Clase B 128.0.0.0 a 191.255.255.255

Clase C 192.0.0.0 a 223.255.255.255

Clase D 224.0.0.0 a 239.255.255.255

Clase E 240.0.0.0 a 255.255.255.255

Dirección de red reservada 127.0.0.0.

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Direcciones IP Privadas:

Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts).

Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts). 16 redes clase B, uso en universidades y grandes compañías.

Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts). 256 redes clase C, uso de compañías medias y pequeñas además de pequeños proveedores de internet (ISP).

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Responde a las preguntas:

1. ¿Cómo están formadas las direcciones IP?

2. ¿Qué son las direcciones de red?

3. ¿Qué son las direcciones de Host?

4. ¿Qué son las mascaras de red?

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Ruoter (Routeador).

Es un dispositivo de Networking que se diferencia del resto por tener la capacidad de interconectar las redes internas y externas.

La arquitectura del Router está formada por una CPU, Memorias, Bus de Sistema, y distintas interfaces de entrada y salida, similar a la de una PC convencional.

Función Principal del Router:

Conocer las redes de otros dispositivos de este tipo, filtrar el tráfico en función de la información de capa de red del modelo OSI, determinar la mejor ruta para alcanzar la red de destino y reenviar el tráfico hacia la interfaz correspondiente.

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31Dispositivos de Capa de red

Direccionamiento de Red en el protocolo IP. A nivel de red necesitamos un direccionamiento más sofisticado que nos permita localizar un ordenador sin mayor dificultad. Algo parecido al direccionamiento es por ejemplo, cuando navegamos por internet. También, otro ejemplo se da a un cartero, que conoce el nombre de la calle y el número de casa al que va dirigido el mensaje o la carta.

Ejemplos:

Mira la Analogía de Una Red con una Ciudad.

Mira un Ejemplo en Cisco Packet tracer

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Switch de Capa 3

Cuando un router recibe un paquete de datos, busca su origen y destino a nivel de red y determina qué camino debe seguir. Un Switch de nivel 2 depende de la dirección MAC para determinar el origen y el destino de un paquete de datos.

La diferencia más fundamental entre un router y un switch de nivel 3, es que el switch de nivel 3 está optimizado para pasar información de forma tan veloz como un switch de nivel 2, pero tiene la inteligencia de escoger el camino más rápido propio de un router.

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Un switch de nivel 3 funciona del siguiente modo:

Un switch capa 3 funciona en las mismas capas que el router. Puede realizar tareas de ruteo, a diferencia es que el switch realiza sus tareas con chips especializados para que el ruteo y switcheo de paquetes se haga lo mas rápido posible

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Existen dos tipos de switches capa 3:

Packet-by-packet (PPL3).

Cut-trough (CTL3).

En ambos tipos de switches, se examinan todos los paquetes y se envían a sus destinos. La diferencia real entre ellos es el

rendimiento

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Un Switch de Capa 3 tiene todos los niveles de control y seguridad con los que un ruteador normalmente cuenta. Existen mecanismos de seguridad para prevenir que un usuario indeseado se conecte a la red, incluso a nivel físico

Un Switch de Capa 3 cuenta con la suficiente "inteligencia" para interactuar con el tráfico que va o viene de la Internet, y participa con ella en el manejo eficiente de los diferentes tipos de tráfico como Voz sobre IP por ejemplo, que ya es una realidad.

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36Dispositivos de Capas Superiores

Luego de haber visto los diferentes Dispositivos de red, y cómo funcionan en las distintas capas, es necesario también estudiar cómo se comunican con otros servidores usando distintos protocolos necesarios en capas superiores. Hacemos referencias a protocolos como:

DHCP.

DNS

HTTP

SMTP

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DHCP.

DHCP funciona sobre un servidor central el cual asigna direcciones IP a otras máquinas de la red. Este protocolo puede entregar información IP en una LAN o entre varias VLAN. Esta tecnología reduce el trabajo de un administrador, que de otra manera tendría que visitar todos los ordenadores o estaciones de trabajo uno por uno.

Un servidor DHCP (DHCP Server) es un equipo en una red que está corriendo un servicio DHCP.

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DNS

Este protocolo se utiliza para poder recordar de manera sencilla las direcciones IP. De esta manera surge el concepto de nombres de dominio. Gracias a esto podemos asignar a una dirección IP un nombre, además de que es más fiable porque la dirección IP de un servidor puede cambiar pero el nombre no lo hace.

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HTTP.

Los creadores del HTTP 1.1 lo describen como: "un protocolo de nivel de aplicación orientado a sistemas distribuidos, para la colaboración e hypermedia. Un protocolo genérico, sin estado, orientado a objetos y que puede ser utilizado para muchas aplicaciones, como servidores de nombres y sistemas de gestión de objetos distribuidos, a través de las extensiones de los métodos de petición. Una característica de este protocolo es la negociación de los tipos y representación de los datos, permitiendo que los sistemas no dependan del tipo de datos que se utilicen".

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SMTP

Protocolo simple de transferencia de correo (SMTP) está diseñado para transferir correo confiable y eficiente. Se utiliza ampliamente en instalaciones gubernamentales y de educación y también es el estándar utilizado en Internet para transferir correo. El protocolo Simple de transferencia de correo sería un protocolo "capa de aplicación" cuando en el modelo OSI. Es un protocolo abierto porque la única suposición que hace del mecanismo de transporte debajo de él es que proporcionará un servicio confiable.

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Mira el Ejemplo en Cisco Packet Tracer en donde configuramos los servidores ya mencionados.

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42Bibliografía

http://www.ordenadores-y-portatiles.com/dhcp.html

http://www.redesyseguridad.es/el-protocolo-dns/

http://acsblog.es/articulos/trunk/LinuxActual/Apache/html/x49.html

http://support.microsoft.com/kb/87022/es

http://ipref.wordpress.com/2008/06/05/dispositivos-de-red-capa-de-enlace-de-datos/

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