Elementos básicos interconexión 3

Puentes
es un elemento genérico que permite interconectar redes de diferentes topologias y diferentes protocolos a nivel MAC y a nivel de enlace ( por ejemplo , una red ethernet con una token ring ) se llama puente 
Al contrario que un concentrador , un puente se comporta como un filtro en la red , ya que solo pasan por él las tramas que van de una estación de red a otra. En el caso de que el puente no conozca el destinatario del mensaje , entonces lo enviará a través de todos sus puestos menos por donde le llegó , siguiendo el mismo funcionamiento que un concentrador, lo que se conoce como inundación 

Un puente se puede utilizar , además , para interconectar dos LAN diferentes , para permitir un mayor rendimiento de ellas .
Los puentes se pueden construir por dos formas: por Hardware y por software. Un puente hardware es un diseño especifico para interconectar LAN . por su parte , un puente software es un ordenador que se comporta como tal.

Existen varios tipos de puentes :
Puentes de 802.x a 802.Y:este tipo de puentes permiten conectar redes  tipo IEE 802 , por lo que tenemos muchas combinaciones diferentes
Puentes transparentes:Consiste básicamente en un puente que permita la transparencia completa , es decir , que , para instalarlo , no sea necesario ninguna modificación en las redes locales donde se va instalar 
Puentes remotos: se trata de puentes que permiten interconectar dos o mas LAN que se encuentran separadas a una gran distancia







Encaminadores

El dispositivo que se utiliza para interconectar redes que operan con una capa de red diferente  es el encaminador , ya que el encaminador funciona en el nivel de red o inferior 

El encaminador se utiliza en las siguientes condiciones:
Proporciona seguridad a través de sitisficados filtros de paquetes 
Integra diferentes tecnologías de enlace de datos , tales como ethernet , FDDI etc
Permite la existencia de rutas alternativas conta congestiones 




Puertos de un encaminador

Serie: se utilizan para que el equipo se conecte a un módem y así tener acceso a una red de área extensa 
RDSI BRI: se trata de puertos utilizados para conectar con la red RDSI
DSL: son conexiones con redes del tipo xDSL , como  ADSL , que utilizan puertos RJ-11 para las conexiones de la línea 
Cable: son puertos que utilizan conectores F para comunicar con las redes de cable 
Consola: se trata de una conexión utilizada para configurar el encaminador que resulta imprescindible  cuando éste se utiliza por primera vez  , aunque no todos disponen de este tipo de puerto 

Estructura interna de un escaminador 

Un encaminador es un sistema que dispone de algoritmos bastante complejos para calcular y establecer las mejores rutas , reenviar mensajes etc 
La memoria principal suele estar dividida en varios tipos , que almacenan diferentes tipos de información;
Memoria volátil: esta memoria se borra cuando se apaga el equipo y almacena las tablas de encaminamiento 
Memoria no volátil ; esta memoria no se borra cuando se apaga el encaminador  y almacena la configuración del dispositivo 
Memoria Flash : esta memoria tampoco se borra cuando se apaga el encaminador y contiene el código del SO

Pasarelas

Antes de definir el concepto, hay que indicar que a veces se confunde con el término encaminador.

Sin embargo la definición genérica de pasarela (getaway o puerta de acceso) es el dispositivo que permite interconectar redes que utilizan arquitecturas completamente diferentes con el propósito de que intercambien información. Por lo tanto se trata de un elemento de gran complejidad que se suele diseñar utilizando un ordenador personal dedicado con varias tarjetas de red y programas de conversión y comunicación.

Existen dos tipos principales: las pasarelas a nivel de transporte y las pasarelas a nivel de aplicación. Cada una trabaja a un nivel diferente, su uso dependerá de los tipos de redes que interconecte y de las similitudes que existan a nivel de red o a nivel de transporte.

Las pasarelas son capaces de comunicar redes con diferentes arquitecturas. Dependiendo de esta característica, estos dispositivos deberán resolver diferentes problemas de comunicación como pueden ser:

• Tipo de conexión: una red puede utilizar un servicio orientado a la conexión y la otra sin conexión.
• Direccionamiento: puede ser necesaria la utilizaciónde una tabla de conversión de direcciones de estaciones.
• Tamaño del mensaje: una red puede tener un tamaño máximo de mensaje diferente a la otra. En ese caso habrá que limitar el tamaño máximo o fragmentar los mensajes.
• Control de errores: una red puede descartar con facilidad los mensajes ante problemas o mantenerlos en circulación durante demasiado tiempo.

El proceso de conversión entre diferentes protocolos de redes puede asemejarse a la situación de un europeo que viaja en su coche por las distintas carreteras de este continente.

Otros dispositivos de interconexión de redes

Los dispositivos de interconexión de redes vistos hasta ahora resultan imprescindibles para realizar el montaje de una red local, para interconectar una red con otra o para que una red local pueda conectarse con una red de área extensa.

Conmutadores

Es un dispositivo que permite la interconexión de redes a nivel de enlace de datos. A diferencia de los puentes, los conmutadores sólo permiten conectar LAN que utiliza los mismos protocolos y su principal función consiste en segmentar una red para aumentar su rendimiento.

Al contrario que un concentrador de cableado, un conmutador envía los mensajes que le llegan solamente por el puerto de salida donde se encuentra el destinatario

Cuando se conecta un conmutador a una red, inicialmente no conoce qué equipos están ubicados en qué puertos. Cuando recibe los primeros mensajes debe enviarlos a través de todos los puertos. 

La apariencia externa de un conmutador no difiere mucho de un concentrador de cableado, y normalmente estos dispositivos también disponene de gran cantidad de puertos (4, 8, 16, 24, etc.). Al igual que ocurre con los puentes, los conmutadores se comportan como estaciones normales, siempre a nivel de enlace de datos. 

Redes troncales

Una red troncal es una red utilizada para interconectar otras redes, un medio que permite la comunicación de varias LAN o segmentos.

Las redes tronjcales suelen ser de alta capacidad y como ha demostrado la experiencia, permite un mayor rendimiento de las conexiones LAN de una empresa. La opción de utilizar una única red de gran tamaño para interconectar todas las estacionesreducir la capacidad de transmisión y puede aumentar el coste .

Para interconectar varios segmentos de red a una red troncal, son necesarios dispositivos adicionales que permítan adaptar las diferentes señales, conectores, cableados, protocolos, etc, por lo que no se pueden utilizar dispositivos como repetidores o concentradores,sino que hay que utilizar puentes o encaminadores.

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Concentradores de Cableado:

Un concentrador es un dispositivo que actúa como punto de conexión central entre los nodos que componen una red. Los equipos conectados al propio concentrador son miembros de un mismo segmento de red, y comparten el ancho de banda del concentrador para sus comunicaciones.

Los concentradores pueden ser de dos tipos:

• Activos: realizan la regeneración de la señal que reciben antes de ser enviada.
• Pasivos: en este caso no regeneran la señal, limitándose a interconectar los equipos.

Repetidores y Amplificadores:

Los repetidores son dispositivos digitales que amplifican, conforman, temporizan o llevan a cabo una combinación de cualquiera de estas funciones sobre una señal digital de entrada para su retransmisión.

Los amplificadores estos aparatos lo que hacen es recoger la señal Wi-fi de tu router y distribuirla (amplificarla) a partir de la posición de este punto de acceso que se colocaría a media distancia entre una conexión y la otra.

Clases:

• Concentradores HUB: El hub es el dispositivo de conexión más básico. Es utilizado en redes locales con un número muy limitado de máquinas. No es más que una toma múltiple RJ45 que amplifica la señal de la red base 10/100.
• Concentradores VPN: se utilizan para crear redes privadas virtuales que permitan la comunicación de equipos cliente conectados a Internet .


• Concentradores MAU: a MAU es un dispositivo multi-pórticos del equipamiento en el que se conectan hasta 16 estaciones de trabajo. La MAU brinda un control centralizado de las conexiones en red.

Puntos de Acceso Inalámbricos:

Usan estándares IEEE 802.11a y IEEE 802.11g, que permiten velocidades de transmisión muy elevados .

Clases:

• Tarjetas de Red Inalámbricas: son dispositivos que comunican las estaciones con la red. Normalmente son tarjetas ISA , PCI , o USB, con una antena instalada.
• Puntos de Acceso: son dispositivos que realizan la misma función que un concentrador, centralizan las conexiones de la red . Sin embargo , estos dispositivos funcionan sobre una red sin cables, aunque todas las conexiones de los equipos que tiene en su radio de alcance van a parar ellos.

Elementos básicos de interconexión

Elementos básicos de interconexión

La conexión física de un equipo con otro o con una red de ordenadores requiere de los siguientes dispositivos: un adaptador, cableado y otros elementos de interconexión.

La conexión de un ordenador a la red se debe realizar a través unos dispositivos específicos llamados adaptadores. Estos se pueden conectar en los distintos puertos del equipo:

• Puerto serie: hoy en día solamente se utiliza para conectar módem externo u otros dispositivos periféricos (ratones, impresoras, etc.).
• Puerto paralelo: no se utiliza para interconexión de redes; está reservado para la impresora.
• Puerto USB: adecuado para variedad de dispositivos, tanto para uso en redes como otros periféricos
• Puerto FireWire: todavía está poco extendido
• Ranuras de expansión: es el método más utilizado; se emplean conexión de tipo ISA y PCI

MÓDEM

Dispositivo que convierte señales digitales en analógicas, o viceversa, para poder ser transmitidas a través de líneas de teléfono, cables coaxiales, fibras ópticas y microondas; conectado a una computadora, permite la comunicación con otra computadora por vía telefónica.

En este tipo de configuración normalmente encontramos modelos de gama baja y prestaciones recortadas, como ocurre en el caso de los "Winmodem", también llamados "softmodem" o HSP. Sin embargo esto no es más que una estrategia de los fabricantes debido a que este tipo de módem suelen resultar más económicos que los externos.

Este es el módem "clásico" por antonomasia y posiblemente aún el más utilizado, a pesar de que la competencia de los modelos basados en USB es cada vez más fuerte. Por tanto, los mejores modelos se suelen encontrar aún en este formato y es ya habitual encontrarse en ellos funciones de contestador automático, fax y centralita telefónica, actuando incluso en el caso de que nuestro ordenador esté apagado, gracias a la memoria que incorporan.

Módem RDSJ: interconecta el ordenador a la red digital RDSL

Módem xDSL: se utiliza para conectar con una línea xDSL

Módem cable: se usa para conectar el equipo a las redes de cable coaxial que en un principio dse diseñaron para la transmisión de televisión por cable.


Tarjeta de red:

Determina la velocidad de transmisión, longitud del bloque de información, el tamaño de la memoria intermedia, etc. Esta información se obtiene a partir de la configuración establecida en el sistema.

Convertir el flujo de bits en paralelo.

Codificar la secuencia de bits en serie formando señak ekéctrica adecuada.

La tarjeta de red conectada al equipo ofrece por la cara que queda visible al exterior la conexión a la res, además de otros indicadores de estado.

• Procesador principal: realiza las operaciones de comunicación, en base a los protocolos establecidos.
• Conexion con el bus: es la vía de comunicación entre la tarjeta de red y el bus de sistema del ordenador.
• Zócalo ROM BIOS: se utiliza para insertar una memoria ROM que permite al ordenador obtener el sistema operativo de la red y arrancar si no dispone de unidades de disco.
• Transceptor: es el dispositivo encargado de dar acceso al medio de transmisión de la red cuando el ordenador desea enviar o recibir datos.
• Conector Wake on LAN: este conector comunica mediante un cable la tarjeta con la placa base del ordenador y permite el arranque de esa estación enviando órdenes desde otra estación diferente.
• Indecadores de estado: permiten comprobar el estado actual de la comunicación. Aunque diferentes fabricantes.

Protocolos :

• Bluetooth es un protocolo de comunicación inalámbrica de corto alcance, es decir, un protocolo que permite comunicar sin cables, distintos dispositivos que estén cerca el uno del otro .
• Conexión sin cables vía OBEX.
• Transferencia de fichas de contactos, citas y recordatorios entre dispositivos vía OBEX.
• Reemplazo de la tradicional comunicación por cable entre equipos GPS y equipamiento médico.

Protocolos de encaminamiento

RIP: utiliza la cuenta de saltos como única información de la métrica para establecer la mejor ruta hacia su destino.
RIP2: es una variante mejorada de RIP que incluye la mascara de red en las actualizaciones de las rutas.
IGRP: se trata de un protocolo más sofisticado que RIP ya que utiliza como métrica un valor de 24 bits.
EIGRP: es un protocolo que mejora las características de IGRP en cuanto a que calcula de una forma más rápida las métricas para las rutas y realiza un balance de carga para evitar que las mejores rutas termine congestionándose.
OSPF: se trata de un protocolo avanzado desarrollado por el IETF que calcula las mejores rutas en función del estado de los enlaces y las distribuye entre todos los encaminadores.
IS-IS: se trata de un protocolo de encaminamiento avanzado. diseñado por la ISO para el modelo OSI, es capaz de integrar diferentes protocolos de red a la vez, incluyendo IP:

Qué es una tabla de encaminamiento?

La tabla de encaminamiento es un documento electrónico que almacena las rutas a los diferentes nodos en una red informática. Normalmente pueden incluir la siguiente información:

• Protocolos de encaminamiento: es el tipo de protocolo que creó la entrada en la tabla de encaminamiento.
• Red de destino: dirección IP de la red de destino a alcanzar.
• Máscara de red: máscara de red aplicada a la dirección de la red de destino.
• Siguiente: dirección IP del siguiente equipo (encaminador) para alcanzar el destino.
• Métrica: información sobre el coste de esa ruta (dependiendo del algoritmo de encaminamiento utilizado).
• Interfaz: nombre del puerto del equipo local por donde enviar el mensaje hacia el destino.

Protocolo NAT

¿Cómo funciona la NAT?

Existen principalmente 3 tipos de NAT: la de sobrecarga, la estática y la dinámica.

NAT con sobrecarga

La NAT con sobrecarga o PAT (Port Address Translation) es el tipo más común, de hecho, es el utilizado en los routers domésticos. Con este sistema evitamos contratar más de una dirección IP pública, ahorramos direcciones IPv4 y aumentamos la seguridad de nuestra subred ya que un atacante no podría conectarse directamente a nuestros equipos.

Para poder multiplexar las conexiones se utilizan los 65.536 puertos de los protocolos TCP y UDP. De modo que cuando un equipo quiere establecer una conexión con el exterior, el router "coge" su paquete, cambia la dirección IP privada y puerto del origen por su dirección IP pública y un puerto aleatorio que esté libre, a continuación guarda los datos del cambio en la tabla de reenvío para que éste pueda ser deshecho y envía el paquete. Cuando el destino responda, el router deshará el cambio y lo enviará al equipo dentro de la red. De modo que ninguno de los extremos se de cuenta.

NAT estática

Una dirección IP privada se traduciría siempre en la misma dirección IP pública. Esto permitiría que un host dentro de nuestra red sea visible desde Internet.

NAT dinámica

El router tiene asignadas varias direcciones IP públicas y las utilizará en función de la demanda, es decir, cada vez que un equipo inicie una conexión el router utilizará una de las direcciones IP disponibles que no esté siendo utilizada. De modo que a cada equipo le corresponde al menos una dirección IP pública.

Por otro lado se aumenta la seguridad ya que dificulta que un atacante externo ingrese en nuestra red debido al "salto constante entre direcciones IP".

Redes privadas y públicas

Una red privada es administrada y operada por una organización en particular. Generalmente, los usuarios son empleados o miembros de esa organización, aunque, el propietario de la red podrá dar acceso a otro tipo de usuarios que no pertenecen a la institución pero que tienen ciertos privilegios. Una universidad, por ejemplo, puede constituir una red privada, sus usuarios son estudiantes, maestros, investigadores, administrativos, etc. Personas ajenas a estas organizaciones no tendrán acceso a los servicios. Una red privada también podrá ser usuaria de los servicios de una red pública, pero seguirá siendo una red restringida a usuarios autorizados.

Las redes públicas brindan servicios de telecomunicaciones a cualquier usuario que pague una cuota. El usuario o suscriptor puede ser un individuo, una empresa, una organización, una universidad, un país, etcétera. En el caso de un usuario de una red telefonía pública conmutada (RTPC) se le suele llamar abonado, pero, en general, les llamaremos usuarios. A la compañía que ofrece servicios de telecomunicaciones se le conoce como proveedor de servicios de telecomunicaciones (PST) e incluye a los proveedores de servicios de Internet (PSI).