Medios para LAN(Autopistas)

• Cable Coaxial• Par trenzado blindado y no blindado

(STP & UTP) Shielded & Unshielded Twisted Pair

• Fibra Optica• Inalámbricos

LAN Devices (Peajes)

• Conectan PCs; Repetidores de señal

Hub

Segmentación de LAN; Direcciones MAC

Bridge

Switch

Router

Bridge más rápido; Ancho de bandacompletoDeterminación de ruta; “Switcheo” de paquetes

WAN Devices (Peajes)

Modem Análogo a Digital; Conexiones de LAN remotas

RouterDeterminación de ruta; “Switcheo” de paquetes

EthernetSe ha escogido Ethernet como la tecnología de red a seguir debido a su gran popularidad. 10BaseT(Ethernet), 100Base TX (Fast Ethernet) y 1000Base T (Giga Ethernet) utilizan el mismo tipo de cableado, conexiones, topologías, etc., por lo que presentan un excelente panorama para la migración y actualización.Se estudiará 4 componentes pasivos (jacks, conectores, cableado, paneles de conexión) y 3 dispositivo activos (repetidores, hubs y transceivers)

Conector RJ45 (Registered Jack 45)Terminación estándar reduce el ruido, reflexión y los problemas de estabilidad mecánica. Similar al enchufe telefónico, (tiene 8 hilos en lugar de 4). Componente de networking pasivo que sólo sirve de camino conductor entre el cable UTP y las patas del conector RJ-45.Conector SC y ST para F.O.

Cableado, Jack RJ45 y Jack de FOLos conectores RJ-45 se insertan en jacks o RJ-45.Los jacks RJ-45 tienen 8 conductores.En el otro lado del jack RJ-45 hay un bloque de inserción donde los hilos se introducen en ranuras con una herramienta de punción. Jack de F.O. TIA FOCIS-6

Paneles de conexión (Patch Panel)Los paneles de conexión son jacks RJ-45 agrupados.Se tiene paneles de 12, 24 y 48 puertos y se los monta en racks.Las partes delanteras son jacks RJ-45, las partes traseras son bloques de punción.Componentes de la Capa 1.

Factores de Selección de la NICAl elegir la NIC se debe tener en cuenta:• tipo de red

• Ethernet (10/100/1000 Mbps)• tipo de medios

• UTP, F.O.• tipo de bus del sistema

• PCI, PCMCIA, USB

Operación de la NICDispositivo de Capa 1 y Capa 2Primeramente Capa 2• Se comunica con las capas superiores del computador

• Logical Link Control• Trae grabada en ROM la dirección MAC• Encapsula datos en tramas• Provée acceso al medio

También Capa 1• Crea señales y realiza interfaz con los medios• Transceptores incorporados

PUENTES (BRIDGE)Dispositivo de capa 2 conecta dos segmentos de LANFiltrar el tráfico de una LANVerifica la dirección de cada dispositivo de la LANCrea una lista de MAC para toma de decisiones Cada NIC tiene una dirección MAC exclusivaEl puente conecta solamente dos segmentos a la vezLos routers y los switches han desplazado al puente

SWITCHDispositivo de la capa 2 Puente multipuertoToman decisiones basados en las direcciones MACLANs mucho más eficientes“Conmutan" datos sólo desde el puerto de origen al de destinoSuministra a cada puerto el ancho de banda total

Ventajas de los SwitchesMucho más rápidos que los puentes• Basados en Hardware, no en Software

Soporta nuevos usos• EJ. LANs virtuales (VLANs)

Reduce los dominios de colisiónCosto efectivo• Pueden reemplazar de manera muy simple un

hub con el mismo cableado• Interrupción mínima

Ventajas de los SwitchesPermite comunicarse a muchos usuarios en paralelo• Crea circuitos virtuales• Crea segmentos dedicados• Segmentos

• Libres de colisiones• Ancho de banda máximo

Manejo de redes flexible• Configuración basada en software

Determinación de RutaLa determinación de ruta se hace en la Capa de red, el router evalúa las rutas disponibles hacia un destino y decide cuál es la mejor para administrar un paquete. Los servicios de enrutamiento utilizan la información de topología de red al evaluar las rutas de red. La determinación de ruta es el proceso que utiliza el router para elegir el siguiente “salto”. Este proceso también se denomina enrutar el paquete. Los routers también toman decisiones basados en la densidad del tráfico y la velocidad del enlace (ancho de banda). Analogía del conductor.

Airport

School

Gas Station

Hospital

Factory

Train Station

FD

Fire Department

Stadium

Sidewalk

City Street

Interstate

Airport

School

Gas Station

Hospital

Factory

Train Station

FD

Fire Department

Stadium

Sidewalk

City Street

Interstate

Bomberos a la Escuela

Airport

School

Gas Station

Hospital

Factory

Train Station

FD

Fire Department

Stadium

Sidewalk

City Street

Interstate

Aereopuerto al Estadio

F

C

G

E

B

DA

Internet

56

T1 1.5Mbps

T3 45Mbps

F

C

G

E

B

DA

Internet

56

T1 1.5Mbps

T3 45Mbps

Red C a Red G

A

B

C

D

E

FG

F

C

G

E

B

DA

Internet

56

T1 1.5Mbps

T3 45Mbps

Red D a Internet

A

B

C

D

E

FG

Direcciones IP: 32 BitsDirección IP: 32 bits, en 4 octetos.El valor decimal de cada bit se duplica al avanzar una posición hacia la izquierda del número binario. Las direcciones IP se expresan como números de notación decimal: (32 bits divididos en 4 octetos). El valor decimal máximo de cada octeto es 255 (binario: 11111111,cuyos valores decimales son 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128, lo que suma 255).

Direcciones IP: CamposSe introducen 2 conceptos importantes:• Notación decimal punteada• Partes de la dirección: números "de red”, identifica

la red a la que estamos conectados y números de "host” que identifica el dispositivo específico.

Como las direcciones IP están formadas por 4 octetos separados por puntos, se pueden utilizar 1, 2 o 3 de estos octetos para identificar el número de red. De modo similar, se pueden utilizar hasta 3 de estos octetos para identificar la parte del host de una dirección IP.

Direcciones IP: ClasesHay 3 clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte del Registro Estadounidense de Números de Internet (ARIN) : Clase A, B y C. En la actualidad, ARIN reserva las direcciones de Clase A para los gobiernos de todo el mundo (aunque en el pasado se le hayan otorgado a empresas de gran envergadura como, por ejemplo, Hewlett Packard) Clase B para las medianas empresas. Clase C para todos los demás solicitantes.Los números de red son asignados por una agencia externa, y los números de host se asignan localmente

Hosts por Clase de RedCada clase de red tiene una cantidad fija de hosts. Clase A, 1er. Octeto: preasignado, 3 últimos octetos (24 bits) para los hosts, cantidad máxima de hosts es 224, o 16.777.214 hosts. Clase B, 2 primeros octetos: preasignados, 2 octetos finales (16 bits) para los hosts, cantidad máxima de hosts es 216 (menos 2), o 65.534 hosts.Clase C, 3 primeros octetos: preasignados, el octeto final (8 bits) para los hosts, cantidad máxima de hostses 28 (menos 2), o 254 hosts. La primera dirección en una red está reservada para la dirección de red y la última para los broadcasts.

ConversionesEs importante recordar y ejecutar las conversiones de binario a decimal y de decimal a binario.Esto cobrará incluso mayor importancia al momento de trabajar en los conceptos de subredes.

Identificadores de RedUna dirección IP que termina en 0 binarios en todos los bits de host se reserva para la dirección de red (dirección de cable).En una red de Clase A, p.e., 113.0.0.0 es la dirección IP de la red del host 113.1.2.3. Un router usa la dirección IP de una red al enviar datos en Internet. En una red de Clase B, la dirección IP 176.123.0.0 es una dirección de red. La dirección de red. Nunca se usará como dirección para un dispositivo conectado a ella.

Direcciones de BroadcastPara comunicarse con todos los hosts de una red, es casi imposible escribir la dirección IP para cada uno. Un broadcast se produce cuando un origen envía datos a todos los dispositivos de una red, para ello necesita una dirección de broadcast (dirección IP destino que todos reconocen y captan). Las direcciones IP de broadcast tiene unos binariosen toda la parte del host (el campo de host). Para la red del ejemplo (176.123.0.0) , los últimos 16 bits forman el campo de host, el broadcast que se envia a todos los dispositivos de la red incluye una dirección destino 176.123.255.255 (255 =11111111).

Direcciones PrivadasCiertas direcciones en cada clase de IP no están asignadas. Estas se denominan direcciones privadas. Utilizadas por los hosts que usan traducción de di-rección de red (NAT), o un servidor proxy, para co-nectarse a una red pública, en redes con aplicaciones que requieren conectividad dentro de una sola red. También se pueden utilizar en una red en la que no hay suficientes direcciones públicas disponibles. Según lo acordado, cualquier tráfico que posea una dirección destino dentro de uno de los intervalos de direcciones privadas NO se enrutará a través de Internet.

Direccionamiento IP ClásicoExisten:• 127 Clase A con más de 16 millones de hosts por

red. (desperdiciandose muchas direcciones IP). • 65.000 Clase B con 65.000 hosts por red. Sigue

siendo una cantidad grande de hosts por red.• Más de 16 millones de Clase C, con sólo 256 hosts

por red, que a menudo son muy POCOS hosts por red.

Ninguna tiene el tamaño óptimo para la administración de la red, puede causar un gran desperdicio al asignar direcciones IP jerárquicas.

SubredesLas direcciones de subred incluyen la porción de redde Clase A, Clase B o Clase C además de un campo de subred y un campo de host.El campo de subred y el campo de host se crean a partir de la porción de host original. El decidir cómo dividir la porción de host original en los nuevos campos de subred y de host da flexibilidad para el direccionamiento al administrador de red. Para crear una dirección de subred, un administrador de red pide prestados bits de la parte original de hosty los designa como campo de subred.

Subr

edes

La cantidad mínima de bits que se puede pedir prestada es 2. La cantidad máxima de bits, debe dejaral menos 2 bits para el host.

Subredes: Propósito?Gasto inútil del direccionamiento IP clásicoMayor eficiencia implícita de la división de redes en subredes.Las redes de menor tamaño permiten la existencia de dominios de broadcast de menor tamaño, aspecto importante para el diseño de red.Una razón es el consumo una porción demasiado grande del ancho de banda por los mensajes de broadcast.

Subredes: La MáscaraLa máscara de subred (prefijo de red extendida), indica que parte de una dirección que corresponde al campo de red y que parte al campo de host. Longitud de 32 bits (4 octetos), como una dirección IPDeterminación de la máscara de subred:• Exprese la dirección IP de subred en forma binaria. • Cambie la porción de red y subred por todos unos.• Cambie la porción del host por todos ceros.• Convierta la expresión en números binarios

nuevamente a la notación decimal punteada.

Operaciones BooleanasLas operaciones con números decimales incluyen la adición, sustracción, multiplicación y división Existen 3 operaciones fundamentales en el álgebra Booleana que son cruciales para el diseño circuitos digitales y son importantes para la programación:

• AND es como la multiplicación• OR es como la adición • NOT transforma el 1 en 0, o el 0 en 1

Para enrutar un paquete, el router determina la direc-ción de subred/red destino, ejecuta una operación AND lógica entre la dirección IP y la máscara de subred del host destino. Resultado: dirección de red/subred.

Bits Necesarios para crear SubredesPara crear subredes, debe ampliar la porción de enrutamiento de la dirección.Internet conoce toda la red, identifica direcciones de Clase A, B o C; 8, 16 ó 24 bits de enrutamiento.La mascara de subred es la herramienta que utiliza el router para determinar que bits que corresponden al enrutamiento y que bits que corresponden al host .El campo de subred siempre se ubica inmediatamente a continuación del número de red, es decir, los bits que se pidieron prestados deben ser los primeros n bits del campo de host por defecto.

Tamaño de la MáscaraFormato de dirección IP. 32 bits , 4octetos, escritos en formato decimal separado por puntos. Tienen todos unos en la porción de red (clase de dirección), también la porción de subred deseada, y todos ceros en la porción de host de una dirección. Clase B: máscara = 255.255.0.0, (primeros 16 bits=1). Se piden prestados 8 bits para la subred, la máscara de subred incluye 8 bits1 adicionales y se transforma en 255.255.255.0.

Cálculo de Máscara y Dirección IPEl número de bits prestados para la creación de subredes determina la cantidad de subredes Sabemos que no se puede pedir prestado solamente 1bit, y dejar mínimo 2 bits. Tenga en cuenta: hay dos subredes no utilizables o reservadas.• 1ra. Por la dirección de red• última Por la dirección de broadcast

En cada red tenemos 2m-2 hosts, donde m es el # de bits totales del host menos los prestados a la subred.• Dirección de Red• Dirección de Broadcast

Redes y Hosts utilizables# b its # redes # redes

u tiliz a b les# h osts M a sca ra

1 2 1= 2 2 1-2 = 0 1 2 6 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .1 28

2 2 2= 4 2 1-2 = 2 6 2 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .1 92

3 2 3= 8 2 1-2 = 6 3 0 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 24

4 2 4= 1 6 2 1-2 = 1 4 1 4 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 40

5 2 5= 3 2 2 1-2 = 3 0 6 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 48

6 2 6= 6 4 2 1-2 = 6 2 2 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 52

7 2 7= 1 28 2 1-2 = 1 26 - 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 54

8 2 8= 2 56 2 1-2 = 2 54 - 2 5 5 .2 5 5 .2 5 5 .2 55

Operaciones BooleanasLa dirección de red tiene 0 en todo el campo de host, es la dirección más baja. Esto también se aplica en el caso de una subred.Para enrutar un paquete, el router determina la direc-ción de subred/red destino ejecutando un AND lógico entre la IP de destino y la subnet mask de esa red. Ej. IP 172.16.2.120, subnetmask 255.255.255.0El router realiza la operación AND con esta dirección y la máscara de subred = 172.16.2.0 (2.0-2.255)Ej. IP 172.16.2.120, subnetmask 255.255.254.0 7 bits en el campo de subred, 126 subredes de 510 hosts en cada una.(2.0-3.255).