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1.- CONCEPTOS BÁSICOS.1.1.- ¿Qué es una LAN?.Podemos encontrar varias definiciones que nos resumirian el concepto de una LAN (Local Area Network). Una primera idea de red de área local sería tener dos o más ordenadores conectados, que se comunican entre si a través de algún medio físico, tal como el cable coaxial o el cable de par trenzado. Estos ordenadores comparten dispositivos periféricos y datos a una velocidad de transferecia de al menos 1Mbps. Normalmente, se localizan dentro de una zona limitada como puede ser una oficina, o un piso de un edificio. Como veremos más adelante, también hay LAN's que se implementan vía radio, por enlace infrarrojo o fibra óptica.El IEEE (Institute of Electrical and Electronics Enginners) nos da la siguiente definición: "Sistema de comunicación de datos que permite un cierto número de dispositivos comunicarse directamente entre si, dentro de un área geográfica reducida y empleando canales físicos de comunicación de velocidad moderada o alta". 1.2.- Características de una LAN.Las características básicas de una LAN son:
1.3.- ¿Qué beneficios aporta?.Los principales beneficios de una LAN son:
1.4.- Conceptos de Redes Locales.Conviene tener claros una serie de conceptos sobre las redes de area local:
1.4.1.- Elementos de una LAN.Los componentes básicos requeridos para que funcione un LAN se pueden dividir en dos categorías: Hardware y Software.Una red de área local requiere los siguientes componentes hardware: El servidor de ficheros, las estaciones de trabajo, el cableado, equipamiento de conectividad (concentradores, conectores,...) y las targetas de red o NICs (Network Interface Card). El software necesario para que una LAN funcione correctamente está formado por el sistema operativo del servidor de ficheros (sistema operativo de red) y el de la estación de trabajo. Por ejemplo tener Windows NT Server en el Servidor y Windows 95 en las estaciones de trabajo. 1.4.2.- Arquitecturas de Red.Una LAN puede estar constituida por diferentes dispositivos de diferentes fabricantes, y para que la red funcione debidamente, estos dispositivos deben poder comunicarse entre si.Una arquitectura combina los estándares y protocolos existentes necesarios para crear una red que funcione. En otras palabras, la red definida por medio de la combinación de estándares y protocolos se denomina 'arquitectura de red'. Por consiguiente, una arquitectura de red es también un estándar, ya que define las reglas y especificaciones de una red y como interactuan sus componentes. Toda arquitectura debe tener una serie de caracteristicas: Conectividad, Modularidad, Facilidad de implementación, Facilidad de uso, Fiabilidad y Facilidad de modificación. Para ello las arquitecturas de red se dividen en 'niveles', siendo cada nivel responsable de una cierta tarea. Cuando se combinan estas tareas, se obtiene un servicio realizado por la red. Cada nivel puede comunicarse con el nivel superior e inferior a él (los protocolos definen como se establece la comunicación entre los niveles y como se deben intecambiar los datos entre ellos). Cuando cada nivel completa su función, pasa los datos y el control del servicio al nivel inmediatamente superior o inferior. Todas las redes se construyen sobre niveles de protocolos, y dichos niveles son los bloques de construcción utilizados por las organizaciones de estándares para crear arquitecturas de red. Son varias las organizaciones de estandarización que intentan establecer las bases sobre las que construir las redes de area local. Aunque las empresas infomáticas estan tendiendo a seguir estos estándares, a un fabricante de ordenadores no se le puede obligar a que se adhiera a un estandar. Estos pueden ser unicamente recomendaciones. De hecho, ya existen muchos protocolos que son incompatibles entre si, debido principalmente a que la mayoría de las compañias de ordenadores tienen establecidos sus propios estándares de conexiones de red y comunicaciones. Este problema ha creado una demanda para disponer de un estándar independiente de los fabricantes para todas las arquitecturas de red en niveles. Esto ha dado lugar al modelo OSI, que ya fue comentado en el tema 1. 1.4.3.- Organizaciones de Estandarización.Existen varias organizaciones y comités reconocidos que están recomendando ciertos estándares: el CCITT (Consultative Committe on International Telegraphy and Telephony), ISO (International Standards Organization) y el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers).El CCITT es una organización internacional de estándares con sede en Ginebra, Suiza. Ha desarrollado estándares para diferentes aspectos de las comunicaciones de datos (se describen en recomendaciones tales como X.25, X.400, etc) y transmisión telefónica. Estos estándares han tenido un mayor impacto en las redes de área extendida que en las locales. ISO, también con sede en Ginebra, ha desarrollado un modelo de referencia para las redes de ordenadores conocido como OSI (Open System Interconnect). Y que forma la base de muchos de los estándares actuales. El IEEE es una organización internacional que ha desarrollado un juego de estándares para redes LAN y que siguen muchos fabricantes. Se trata del Proyecto 802 del comité "Computer Society Local Network" del IEEE. En este proyecto se dividió el nivel de 'enlace de datos' en dos grupos:
1.4.4.- Topología de Red.Las estaciones de trabajo y el servidor de ficheros de una LAN deben estar conectados mediante un medio de transmisión o cableado. La disposición física de la red se denomina 'topología'. La arquitectura también determina la topologia de la red de área local. Existen tres topologías básicas que son: estrella, bus y anillo. También podemos encontrarnos derivaciones de las anteriores como las topologías en árbol, doble anillo y malla.Llegados a este punto, conviene hacer una distinción entre topología física y lógica. La definición que hemos dado antes se refiere a la diposición física de los nodos en la red, con lo que nos estamos refiriendo a la topología física. Con topología lógica nos estamos refiriendo al modo en que se accede al medio. Así en una red Ethernet podemos tener varias estaciones conectadas mediante un Hub (concentrador) donde la topología física es en estrella, pero el funcionamiento es como si tuvieramos un bus (topología lógica en bus). O tener una red Token Ring donde las estaciones, unidas por una MAU (un concentrador para este tipo de redes), también ienen una topología física en estrella; pero funcionan como si estuvieran conectadas en anillo (topología lógica en anillo). 1.4.5.- Técnicas de Acceso al Medio.Como ya hemos visto, una LAN con múltiples estaciones de trabajo puede instalarse utilizando diferentes topologías. Pero en todas ellas se dispone de un único medio físico. Puesto que no pueden acceder todas los ordenadores a la vez, deberán existir una serie de normas o técnicas de acceso al medio.Los métodos de acceso al medio más comunes son:
En la segunda técnica de acceso al medio, un testigo viaja a través de la red, parándose en cada nodo para ver si tiene algo que enviar. Si llega a un nodo que no tiene nada que transmitir, el testigo viaja al siguiente nodo. En el caso de que si tenga que transmitir, se mandan los datos y la dirección de destino y el testigo viaja (esta vez como ocupado) hasta el nodo destino. Una vez que los datos han sido recibidos, el testigo vuelve al nodo transmisor y se desbloquea. Los protocolos de sondeo requieren de un nodo central que es el que gestiona quién transmite en cada momento. El ordenador central es el que se encarga de sondear para ver qué nodo tiene que transmitir. |
4.- TOKEN RING.Forma, junto con Ethernet, la base de toda red de área local en la actualidad. Token Ring nació en 1985 a manos de IBM. Esta arquitectura sigue los estándares establecidos por el subcomité 802.5 de IEEE.La red Token Ring tiene una topología en anillo, pero físicamente se suele conectar en estrella haciendo uso de un concentrador denominado MAU, Multistation Access Unit y del correspondiente par trenzado. La distancia de un nodo a la MAU se denomina longitud de lóbulo, y no suele superar los 100m. La distancia entre MAUs puede ser algo mayor (150m). La transmisión se realiza en banda base a 4 ó 16 Mbps. La técnica de acceso al medio es el ya conocido paso de testigo. Recordemos que consiste en una trama denominada testigo (token), que circula por el anillo, sondeando los nodos para ver si desean transmitir. Cuando una estación desea transmitir debe esperar a que le llegue el testigo y lo adquiere cambiando uno de sus bits, lo que lo conviete en el comienzo de una trama de datos. De este modo, cuando una estación está transmitiendo una trama, no existe testigo en el anillo, de manera que se evita que otra estaci&ocute;n quiera transmitir. La trama da una vuelta completa al anillo y es absorbida por el nodo que originó la transmisión. Quien insertará un nuevo anillo cuando haya terminado de enviar la información prevista. Una vez puesto en anillo en circulación, la siguiente estación en la secuencia que disponga de datos a transmitir podrá tomar el testigo y llevar a cabo el mismo procedimiento. Según este funcionamiento, cuando se presenten situaciones de baja carga, el anillo con paso de testigo presenta cierta ineficiencia debido a que una estació,n debe esperar a recibir el testigo antes de transmitir. Sin embargo, en condiciones de alta carga, el anillo funciona como la técnica de rotación circular (Round Robin), que es bastante eficiente. El formato de trama MAC
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5.- LAN's DE ALTA VELOCIDAD.Las arquitecturas de red vistas hasta ahora permiten velocidades de 10Mbps (para Ethernet) y de 4 o 16Mbps en Token Ring. Hoy en día estas velocidades pueden resultar escasas para ciertas aplicaciones. Ante este problema se optó por dos soluciones:
5.1.- Fast Ethernet.Fast Ethernet sigue la norma 802.3u(1995). La ventaja de Fast Ethernet es que es compatible y puede coexistir con redes Ethernet tradicionales. Ya que se mantienen todos los elementos de la norma 802.3 en cuanto a interfaces, estructura, y logitud de tramas, detección de errores, método de acceso, etc. Lo único que se modifica es el nivel físico, reduciendo el tiempo de bit en un factor de 10 (10ns), permitiendo un ancho de banda de 100Mbps. El cableado que se emplea es par trenzado (de categoría 3,4 ó 5) y fibra óptica.En Fast Ethernet también se dispone de una nomenclatura para designar el medio físico empleado:
5.2.- 100VG-AnyLAN.Esta red cumple con las especificaciones 802.12 del IEEE. Permite una capacidad de tráfico de 100Mbps, al igual que Fast Ethernet, pero no no dispone de tanto soporte como esta.A diferencia de Ethernet, usa un método de acceso determinístico, denominado prioridad de petición que consiste en que el hub explora cada puerto sucesivamente para transmitir los datos. Esto evita muchas de las colisiones inherentes al método de acceso CSMA/CD. El medio físico que emplea es UTP (categoría 3,4 ó 5) y fibra óptica. La topología empleada es en estrella con hasta 5 repetidores entre los nodos terminales. Estos repetidores se pueden montar en cascada formando hasta 3 niveles. La distancia entre niveles puede ser de 100m con UTP de categoría 3 y de 150m con cable de categoría 5. Si se utiliza cable de fibra óptica esta distancia puede ampliarse a 5000m. Por tanto puede haber hasta 6 segmentos de 150m (UTP), lo que le proporciona una distancia de operación mayor que la de Fast Ethernet (210m de un nodo terminal a otro). En resumen, tanto Fast Ethernet como 100VG-AnyLAN son dos nuevas redes que están intentando hacerse con el mercado de los 100Mbps. En la primera se ha optado por mantener la técnica de acceso CSMA/CD y en la segunda se ha introducido la prioridad de petición . |
6.- REDES MAN: FDDI.La FDDI, Interfaz de datos distribuida por fibra, fue diseñada para cumplir los requerimientos de redes individuales de alta velocidad, y conexiones de alta velocidad entre redes individuales.El estándar FDDI lo desarrolló el comité X3T9.5, que está reconocido por el Instituto Americano Nacional de Estándares (ANSI). FDDI está basado en el cable de fibra óptica, tiene una velodidad de 100 Mbps y utiliza el método de acceso de paso de testigo. Las principales razones para seleccionar la FDDI son la distancia, la seguridad y la velocidad. Los estándares FDDI son similares al protocolo Token Ring 802.5 del IEEE, aunque difiere en los mecanismos de manejo del testigo, asignación de accesos y gestión de fallos. En Token Ring para coger el testigo se invierte un bit; con la FDDI, el testigo se coge y se guarda hasta que el nodo transmite y libera el testigo. La inversión de bits no es útil para las altas velocidades de la FDDI. Otra diferencia es que la FDDI libera el testigo cuando se ha completado la transmisión de un paquete de datos, incluso se no ha recibido su propia transmisión. Además de una alta velocidad de transmisión la FDDI está diseñada para proporcionar una comunicación altamente fiable. Se han incorporado al diseño de la FDDI ciertas técnicas para la mejora de la fiabilidad, que incluyen el uso de concentradores de cableado y conmutadores ópticos de puenteo automáticos, que facilitan la localización de fallos y el puenteo de las estaciones que no funcionan. La FDDI también permite una configuración en doble anillo, en la que se usan dos anillos para interconectar estaciones. Uno de los anillos se designa como anillo primario y el otro como anillo secundario. Si se produce un fallo en un enlace, las estaciones del otro lado del enlace reconfiguran el anillo secundario. Esto restablece el anillo y permite que la transmisió continúe. Si una estación falla, tiene lugar una reconfiguración similar. |
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