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TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION 7

PRIMERA UNIDAD : EL MODELO OSI EN LA LAN 9

INTRODUCCIN 10

CAPITULO 1: LA CAPA FISICA 111.1 Los Medios de Transmisin 11

1.1.1 El Par Trenzado 111.1.2 El cable Coaxial 181.1.3 La fibra ptica 211.2 Sistema de cableado Estructurado 271.3 Dispositivos Activos 371.4 LAN Inalmbricas 39ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DEL CAPITULO 46

CAPITULO 2: LA CAPA DE ENLACE DE DATOS 47

2.1 Arquitecturas LAN 48

2.1.1 Ethernet y Ethernet de alta velocidad (CSMA/CD) 482.1.2 Anillo con paso testigo y FDDI 532.1.3 100 VG-AnyLAN 602.1.4 Redes LAN ATM 652.2 Dispositivos activos 68ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 73

CAPITULO 3: LA CAPA DE RED 74

3.1 Principio de la Interconexin entre redes 743.2 Interconexin entre redes sin conexin 76

3.3 El protocolo IP 763.3.1 Direccionamiento IP 793.3.2 Subredes 803.4 Protocolos de encaminamiento 833.4.1 Protocolos de enrutamiento de pasarela interior 843.4.2 Protocolos de enrutamiento de pasarela exterior 863.5 ICMP (INTERNET CONTROL MENSSAGES PROTOCOL) 863.6 Dispositivos activos 873.7 Multicasting por IP y por Hardware 903.8 IPv6 913.8.1 IPv6 vs IPv4 92


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3.9 IP Mvil 933.10 Voz sobre IP 953.11 Redes LAN Virtuales - 802.1q 1013.11.1 Tipos de VLANs 102ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS CAPITULO 3 104

CAPITULO 4: LA CAPA DE TRANSPORTE 105

4.1 El servicio de transporte 1054.1.1 Categoras y propiedades de la capa de transporte 1064.1.2 Servicios diferenciados 1094.1.3 Servicios integrados 1094.2 Elementos de los protocolos de transporte 110

4.3 El protocolo TCP 1114.4 El protocolo UDP 1144.5 TCP y UDP inalmbricos 1154.6 Desempeo de la red 116ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DEL CAPITULO 4 120

SEGUNDA UNIDAD: ADMINISTRACION DE REDES 121INTRODUCCION 122

CAPITULO 1: INTRODUCCION A LA ADMINISTRACION 124

1.1 Administracin de la Red 1241.2 Funciones del administrador de red 1241.3 Los sistemas operativos de red 1261.4 Herramientas administrativas 1321.5 Grupos de trabajos y dominios 1331.6 Administracin de cuentas de usuarios 1351.7 Perfiles de Usuario 1381.8 Administracin de discos 1401.9 Administracin de impresoras 1431.10 Proteccin de recursos de red 144

ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 145

CAPITULO 2: AUDITORIA DE RECURSOS Y SUCESOS 146

2.1 Introduccin a la auditoria 1462.2 Diseo de un plan de auditoria 1462.3 Implementacin de un plan de auditoria 1472.4 Visores de sucesos 1482.5 Registro de seguridad 1482.6 Monitorizacin de recursos de red 1492.7 Procedimientos recomendados 149


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ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 151

CAPITULO 3: COPIAS DE SEGURIDAD Y RESTAURACION DEDATOS

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3.1 Diseo de una estrategia de Copia de seguridad 1523.2 Determinacin de los archivos y carpetas que se van a copiar 1533.3 Determinacin del tipo de copia de seguridad 1543.4 Rotacin de archivos y cintas 1543.5 Conjunto de copias, catlogos y registro de copias 1553.6 Programacin de copias de seguridad 1553.7 Implementacin de una estrategia de restauracin 1563.8 El sistema de alimentacin ininterrumpida (UPS) 157

3.9 Procedimientos recomendados 159ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 160

CAPITULO 4: CONFIGURACION DE SERVIDORES 1614.1 Servidores de ficheros e impresoras 1614.1.1Configuracin 1624.2 Servidor de correo 1634.2.1Configuracin 1644.3 Servidores Web y FTP 1654.3.1 Servidores Web 1654.3.2 Servidores FTP 166

4.4 Servidores DHCP 1694.1 Introduccin 1694.2 Configuracin de mbitos 1714.3 Administrar varios servidores 1714.5 Conexin a Internet y RAS 1724.5.1 Conexin a Internet Conmutada 1734.5.2 Conexiones permanentes a Internet 1744.5.3 Conexiones a travs de un servidor Proxy 1754.5.4 Uso de RAS para conectarse a Internet 1764.6 Servidores DNS 177ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 180

CAPITULO 5. ANALISIS Y OPTIMIZACION DE REDES 181

5.1 Salud y rendimiento de la red 1815.2 Tamao y complejidad de la red 1825.3 Protocolo para la gestin de redes 1825.4 Analizadores de red 1845.5 Analizadores de protocolos 1865.6 Rendimiento en redes LAN 1875.7 Certificadores de cables 1885.8 Problemas comunes en redes LAN 189


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5.9 Solucin a problemas 1905.10 Asignacin optimas de capacidades 1915.11 Los pasos claves 1925.12 Caso de estudio 193ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 195

TERCERA UNIDAD: SEGURIDAD EN REDES 196

INTRODUCCION 196

CAPITULO 1: REQUISITOS Y AMENAZAS DE SEGURIDAD 198

1.1 Fundamentos de seguridad informtica 198

1.2 Confidencialidad, Integridad y disponibilidad de la informacin 1981.3 Amenazas de Seguridad 1991.4 Ataques pasivos 2011.5 Ataques activos 201ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 203

CAPITULO 2: ENCRIPTACION DE DATOS 2042.1 Introduccin a la teora de la informacin 2042.2 Introduccin a la teora de los nmeros 2062.3 Introduccin a los criptosistemas clsicos y Modernos 2082.3.1 Criptosistemas de Clave Secreta 209

2.3.2 Criptosistemas de Clave Pblica 2112.3.3 Funciones de Autenticacin e Integridad 2132.4 Algoritmos de encriptacin 2132.5 Protocolos de seguridad 217ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 222

CAPITULO 3: FIRMAS Y CERTIFICADOS DIGITALES 223

3.1 Firma Digital 2233.1.1 Tipos de Firma Digital 2243.2 Certificados Digitales 224

3.2.1 Autoridades de Certificacin 2253.2.2 Clases de Certificados 2253.2.3 Certificados X.509 2273.4 Aplicaciones Seguras 2283.4.1Generacin de claves con openSSL 2323.4.2 Correo seguro con PGP 233ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 234

CAPITULO 4: SISTEMAS DE FIREWALL Y ANTIVIRUS 235

4.1 Definicin de Firewall 235


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4.2 Funciones de los Firewall 2364.3 Firewall Software 2374.4 Firewall Hardware 2374.5 Configuracin de polticas de firewall 2384.6 Tipos de Firewall 2394.7 Antivirus 2404.8 Polticas de Antivirus 2404.9 Combinacin de Firewall y Antivirus 2414.10 Diseo de Redes Seguras 242ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 244

CAPITULO 5: ESTEGANOGRAFIA Y BIOMETRIA 245

5.1 Esteganografa 2455.2 Historia de la Esteganografa 2455.3 Tcnicas Esteganograficas 2465.4 Aplicaciones 2465.5 Biometra 2475.6 Historia de la Biometra 2485.7 Tcnicas Biomtricas 2485.9 ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS 250


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INTRODUCCION

El curso de Redes Locales Avanzado es fundamental para el desarrolloprofesional del ingeniero de sistemas. Es un curso que le suministrara al ingenierode sistemas los fundamentos terico- prcticos en lo que se refiere a sudesempeo como administrador de redes en cualquier empresa, abarcandoaspectos que van desde el uso de tecnologas de interconexin hasta laadministracin y proteccin de los recurso de una red.

Este curso tambin pretende que el ingeniero de sistemas desarrolle capacidadespara solucionar las diferentes problemticas que se presentan en el momento derealizar el anlisis, diseo y montaje de redes.

El curso de redes Locales avanzado tiene 3 crditos y esta compuesto por 3unidades didcticas que se describen a continuacin:

Unidad 1. El modelo OSI en la LAN: pretende que el estudiante enfoque elmodelo de referencia OSI como un modelo aplicado en la practica, comenzandocon la capa fsica donde el estudiante descubre como realizar instalaciones demedios de transmisin en la LAN basados en los estndares tanto del cableadoestructurado, como de las redes inalmbricas. Analizar el comportamiento de lasredes Lan basadas en cualquiera de las arquitecturas de la capa de enlace yprofundizar en temticas como la interconexin de redes por medio de protocolos

de la capa de red y el servicio que brinda la capa de transporte para garantizaruna verdadera calidad de servicio.

La Unidad 2. Administracin de Redes: Inicialmente se hace una introduccin a laadministracin de redes: donde se trata de explicarles las diferentes herramientasadministrativas con que cuenta el estudiante y que le permiten organizar la redque estn administrando y solucionar los diferentes problemas que se le puedanpresentar durante el desarrollo de sus funciones de administrador de red.Posteriormente se profundiza en teas como la administracin y configuracin deservidores: en esta parte el estudiante aprende a configurar los diferentesservidores de la red, posibilitando servicios de correo electrnico, transferencia de

archivos, DHCP entre otros. Adems se identifican los aspectos fundamentales atener en cuenta para mantener el rendimiento de una red y la forma de solucionarproblemas que se presenten en un punto determinado de la red.

Unidad 3. Seguridad en Redes. Se realiza una introduccin en lo que refiere aaspectos de seguridad informtica como son las amenazas de seguridad a lasque esta expuesta una red y las diferentes polticas de seguridad que se debenimplantar en la empresa comenzando con las bases de la criptografa y luegoprofundizando en los algoritmos y protocolos de encriptacin de tal forma que sepuedan garantizar aspectos como la integridad, disponibilidad y privacidad de lainformacin. En esta ltima unidad tambin se profundiza en las temticas


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referentes la seguridad aplicada, indicndole al estudiante la forma efectiva deestablecer estrategias de seguridad como son el Firewall, Las firmas y certificados

digitales, adems de otras tcnicas como las biomtricas y las esteganogrficas,que garanticen la integridad, disponibilidad y privacidad de la informacin. En elmomento de realizar cualquier transaccin electrnica que involucre el uso de lared.

El curso de Redes Avanzado esta orientado a brindarle al estudiante lasherramientas necesarias para el diseo y montaje de redes seguras de altorendimiento y adems suministrarle las habilidades necesarias que le permitanuna correcta administracin de los recursos que ofrecen las mismas.


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PRIMERA UNIDAD: ELMODELO OSI EN LA LAN


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INTRODUCCION

En esta unidad se pretende que el estudiante visualice el modelo de referenciaOSI como un modelo aplicado en la prctica, cambiando el enfoque tradicionalterico que siempre se maneja cuando se habla del modelo OSI.

El primer capitulo se fundamenta en los principios de la capa fsica refirindose alos medios de transmisin guiados utilizados en la LAN, las diferentes aplicacionesde los mismos y su utilizacin en los sistemas modernos de cableado estructuradode los edificios. Tambin se plantean temticas sobre los dispositivos activos dered de la capa fsica y por supuesto los diferentes estndares que rigen lascomunicaciones inalmbricas en la LAN.

En el segundo capitulo se analiza el comportamiento de las redes Lan basadas enlas arquitecturas de la capa de enlace y se profundiza en temticas referentes alas diferentes tecnologas de los dispositivos activos de red que trabajan en lacapa de enlace.

El tercer capitulo profundiza en temticas como la interconexin de redes pormedio de protocolos de la capa de red, el uso del direccionamiento IP y laimplementacin de subredes.

El cuarto capitulo hace referencia al servicio que brinda la capa de transporte, lo

diferentes protocolo que intervienen en este nivel y tcnicas que debe aplicar elingeniero de sistemas para garantizar el funcionamiento de redes que tengan unptimo desempeo y ofrezcan una verdadera calidad de servicio.

OBJETIVOS

Que el estudiante comprenda el modelo OSI como un modelo Prctico aplicado

en las redes de rea local.

Que el estudiante conozca las caractersticas de los diferentes medios detransmisin y su adecuada utilizacin en redes LAN.

Que el estudiante conozca y aplique los diferentes estndares actuales que seaplican en las redes de rea local.

Que el estudiante adquiera habilidad en el diseo de soluciones para montajefsico y lgico de redes de rea local.


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CAPITULO 1: LA CAPA FISICA

1.1 Los Medios de Transmisin

La capa fsica tiene la funcin de transmitir los bits puros por un canal decomunicacin, adems define las caractersticas elctricas, mecnicas,funcionales y de procedimiento de la red. Dado lo anterior los medios guiadosforman parte de la capa fsica pues su nica funcin es transportar los bits purosde emisor a receptor.

En los medios transmisin guiados, la capacidad de transmisin, en trminos develocidad de transmisin, depende de los siguientes factores:

El ancho de banda La distancia Numero de receptores

Para uso en la LAN se destacan los siguientes medios guiados:

Par Trenzado Cable Coaxial Fibra ptica

1.1.1 El Par Trenzado

Figura 1.1. Cable Par trenzado.

El par trenzado (ver figura 1) consiste en dos cables de cobre embutidos en unaislante entrecruzados en forma de espiral. Cada cable constituye slo un enlace


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de comunicacin. Tpicamente, se utilizan haces en los que encapsulan variospares mediante una envoltura protectora.

En aplicaciones de larga distancia, la envoltura puede contener cientos de pares.Mientras que en las redes de rea local normalmente se utiliza el cable de 4 pares.

El uso del trenzado tiende a reducir las interferencias electromagnticas (diafona)entre los pares adyacentes dentro de una misma envoltura. Para este fin, lospares adyacentes dentro de una misma envoltura protectora se trenzan con pasosde torsin diferentes. Tpicamente, los hilos se trenzan para reducir la interferenciay la longitud del trenzado vara dependiendo del tipo de par trenzado y se sabeque entre mas trenzas por unidad de longitud existan mayor es su inmunidad a lainterferencia. Los conductores que forman el par tienen un grosor que vara

tpicamente entre 0,04 y 0,09 pulgadas.

Aplicaciones

Tanto para seales anlogas como para seales digitales, el par trenzado es condiferencia el medio de transmisin ms usado y sus aplicaciones son lassiguientes:

Es el medio ms usado en las redes de telefona

Su uso es bsico en el establecimiento de redes de comunicacin dentro deedificios.

En aplicaciones digitales, para las conexiones al conmutador digital o a la PBXdigital, con velocidades de hasta 64 Kbps.

El par trenzado es el medio de transmisin ms utilizado en redes de rea local.La velocidad tpica en est configuracin est en torno a los 100Mbps. Noobstante, recientemente se ha desarrollado redes de rea local con velocidadesde 1000Mbps, aunque estas configuraciones estn bastantes limitadas por elnmero de posibles dispositivos conectados y extensin Geogrfica de la red.

Es el medio recomendado por los estndares internacionales para conexionesen redes de rea local en implementaciones de sistemas de cableadoestructurado para edificios.

Para aplicaciones de larga distancia el par tranzado se puede utilizar avelocidades de 4 Mbps o incluso mayores.


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Caractersticas De Transmisin

Los cables de pares se pueden usar para transmitir los siguientes tipos deseales:

Anlogas: Normalmente para redes Telefnicas u otro tipo a larga distancia,donde puede ofrecer ms de 250 KHz de ancho de banda.

Digitales: Normalmente para redes LAN, ofrece velocidades de 10, 100 o 1000Mbps.

Comparando con otros medios guiados (cable coaxial y fibra ptica), el partrenzado permite:

Menores distancias

Menor ancho de banda

Menor velocidad de transmisin.

Tiene una fuerte dependencia de la atenuacin con la frecuencia.

Este medio se caracteriza por su gran susceptibilidad a las interferencias y alruido

Para reducir estos afectos negativos es posible tomar algunas medidas. Porejemplo, el apantallamiento del cable con malla metlica reduce las interferenciasexternas. El trenzado en los cables reduce las interferencias de baja frecuencias, yel uso de distintos pasos de torsin entre pares adyacentes reduce la diafona.

Ventajas Del Par Trenzado

Algunas de las ms importantes ventajas del par trenzado son las siguientes:

Dimetro externo reducido

Fcil de instalar

Ahorra espacio

Reduce congestin

Universalidad de Aplicaciones


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Liviano

Fcil conexionado

Baja atenuacin

Transmisin Balanceada

Efectos de crosstalk controlados

Reduccin del crosstalk sin necesidad de blindaje

Uso de adaptadores para balanceo y eliminacin de radiacin al ambiente.

Buena relacin seal ruido(SER)

Amplio ancho de banda

TIPOS DE PAR TRENZADO

Existen muchas variantes de pares trenzados:

Apantallados (STP, FTP, S-FTP)

Sin apantallar (UTP)

En este modulo se analizaran solamente los ms utilizados en la LAN. El UTP y elSTP.

UTP (Unshielded Twisted Pair):El par trenzado no apantallado (ver figura 2)esel medio habitual en telefona. Actualmente es prctica habitual en el cableado deredes de rea. Esto es as ya que hoy por hoy, el par sin apantallar es el menoscaro de todos los medios de transmisin que se usan en las redes de rea local,adems de ser fcil de instalar y manipular.

El par trenzado sin apantallar se puede ver afectado por interferenciaselectromagnticas externas, incluyendo interferencias con pares cercanos yfuentes de ruido.


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Figura 1.2. Par Trenzado No Apantallado

El cable UTP ha evolucionado y a travs del tiempo han aparecido variascategoras:

Categora 1: Solo soporta transmisin de voz este medio fue orientado paraimplementaciones telefnicas de la poca.

Categora 2: Soporta velocidades de 4 Mbps permitiendo transmisin de voz ydatos como texto, archivos planos este cable no soporta caractersticas

multimedia.Categora 3:Maneja frecuencias hasta 16 MHz y soporta velocidades de hasta10 Mbps, tiene trenza cada 7 a 10 centmetro y es utilizado todava en las redesEthernet.

Categora 4: Maneja Frecuencias hasta 20MHz y soporta velocidades de 16Mbps. Este cable fue usado frecuentemente en arquitecturas Token Ring

Categora 5: Maneja Frecuencias hasta 100MHz y Soporta velocidades de hasta100 Mbps. El nmero de trenzas es del orden 1 a 2 por centmetro.

Categora 5E: Es una mejora del 5, este cable tambin es denominado 100 BaseT y es el Estndar actual recomendado para la LAN. Maneja frecuencias hasta100 MHz y es utilizado en redes Fast Ethernet de 100 Mbps. Tambin escompatible con redes Gigabits de 1000 Mbps

Categora 6: Maneja frecuencias de hasta 250 MHz y soporta velocidadessuperiores a 1000 Mbps, este es un medio que es considerado revolucionario yaque los expertos nunca imaginaron que un cable de cobre alcanzaran estasvelocidades, solo comparables con las alcanzadas por medios pticos.


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El cable UTP categora 6 cada vez es mas utilizado en la LAN y ya los estndareslo recomiendan para las redes LAN.

Categora 7: Alcanza velocidades superiores a los 10 Gbps, manejandofrecuencias de hasta 600 MHz. Este estndar especifica 4 pares blindadosindividualmente dentro de otro blindaje.

STP (Shielded Twisted Pair) El par trenzado apantallado (ver figura 3) es unamanera de mejorar las caractersticas de transmisin del UTP colocndolo dentrode una malla metlica, reducindose as las interferencias. Este cable proporcionamejores resultados a velocidades de transmisin bajas. Ahora bien, este ltimo esms costoso y difcil de manipular que el anterior.

Figura 1.3. Par Trenzado Apantallado

STP Vs UTP

A continuacin se comparan los cables STP y UTP:

Un cable STP no provee por si solo inmunidad al ruido

La pantalla del cable STP afecta la capacidad distribuida del cable limita lavelocidad de transmisin

El cable STP resulta ms costoso

El cable UTP es capaz de rechazar el ruido igual que un STP


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Conectores Del Par Trenzado

El conector utilizado en las instalaciones del cable par trenzado en redes de realocal es el Rj 45 (Ver figura 4). Se caracteriza por disponer de ocho pines, muyparecido al que se usa en aplicaciones telefnicas el Rj 11 que solo posee cuatropines.

Figura 1.4. Conector Rj 45.


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1.1.2 El cable Coaxial

Figura 1.5. El Cable Coaxial

El cable coaxial (Ver figura 5), al igual que el par trenzado, tiene dos conductorespero est construido de forma diferente para que pueda operar sobre un rangomayor de frecuencias.

Sus componentes son los siguientes:

Ncleo:Conductor central por donde se transmite la seal, puede ser macizo o

trenzado. Normalmente el ncleo es de cobre, pero tambin existenpresentaciones en aluminio.

Aislante o dielctrico: Es el material que recubre el ncleo su funcin esaislarlo de las interferencias, adems de evitar un corto circuito del ncleo con lamalla.

Malla Metlica: su funcin es la de llevar todas las seales redundantes a tierra,adems de servir de referencia para la comunicacin.

Chaqueta: Es el recubrimiento del cable, normalmente es elaborado de PVC loque lo hace un poco flexible, sin embargo algunos coaxiales resistentes a altastemperaturas son fabricados con un material que los hace mas rgidos peroresistentes a los incendios.

El cable coaxial puede soportar mayores distancias que el cable par trenzado.

Ncleo

Aislante

Mallametlica

Chaqueta


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Aplicaciones

El cable coaxial es quiz el medio de transmisin ms verstil, por lo que estsiendo cada vez utilizado en una gran variedad de aplicaciones. Las msimportantes son:

Distribucin de televisin

Telefona a larga distancia

Conexin con perifricos a corta distancia

Redes de rea local

El coaxial tradicionalmente fue un cable utilizado en la LAN, sin embargoactualmente ya no es recomendado por los estndares Internacionales paraimplementaciones de sistemas de cableado estructurado.

Tipos

Para uso en la LAN tradicionalmente se recomendaron dos tipos de coaxial:

Fino: llamado tambin 10Base2, esto quiere decir que trabaja a 10 Mbps ensistema banda base y tiene una distancia til de aproximada de 200 metros. Esun cable de aproximadamente 6mm de dimetro.

Grueso:Llamado tambin 10Base5, esto quiere decir que trabaja a 10 Mbps ensistema banda base y tiene una distancia til de 500mts, es ms rgido que elanterior con un dimetro aproximado de 12 mm. Su uso principal en la LANestaba orientado a servir como columna vertebral.

Como norma general, cuanto ms grueso es un cable, ms difcil es trabajar conl. El cable fino es ms flexible, fcil de instalar y relativamente barato. El cablegrueso no se dobla fcilmente y, por lo tanto, es ms difcil de instalar. ste es unpunto importante a considerar cuando la instalacin requiere la introduccin delcable en espacios reducidos, tales como canaletas, tubos u otro tipo deconducciones. El cable grueso es ms costoso, pero tiene la ventaja de llevar lasseales a mayores distancias.


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Conectores Del Coaxial

Los conectores utilizados para el cable coaxial son los tipo BNC (ver figura 6.) loscuales pueden ser Cilndricos simples, en T, Tipo empalme y terminadores.

Figura 1.6. Conectores BNC


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1.1.3 La Fibra ptica

La fibra ptica es un medio flexible y extremadamente fino (de 2 a 125um), capazde conducir energa de naturaleza ptica. Para la fibra se puede usar diversostipos de cristales y plsticos cada material ofrece sus propias caractersticas:

Las perdidas menores se han conseguido con la utilizacin de silicio fundido ultrapuro.

Las fibras ultra puras son muy difciles de fabricar.

Las fibras de cristal multicomponente tienen mayor perdida y son mseconmicas, pero proporcionan unas prestaciones suficientes.

La fibra de plstico tiene todava un coste menor y se pueden utilizar paraenlaces de distancias cortas, para lo que son aceptables perdidasmoderadamente altas.

Un cable de fibra ptica (ver figura 7) tiene forma cilndrica y est formado por tressecciones concntricas:

El ncleo:Es la seccin ms interna, est constituido por una o varias hebras ofibras muy finas de cristal o plstico. Su indice de refraccin es mayor que el delrevestimiento.

Revestimiento:Cada fibra est rodeada por su propio revestimiento, que no essino otro cristal que envuelve al ncleo.

La cubierta: est hecha de plstico y otros materiales dispuestos en capas paraproporcionar proteccin contra la humedad, la abrasin, aplastamientos y otrospeligros.

Figura 1.7. Estructura bsica de la fibra ptica

Ncleo

Revestimiento

Recubrimiento ocubierta


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Aplicaciones

El desarrollo de los sistemas de comunicacin de fibra ptica ha sido uno de losavances tecnolgicos ms significativos en la transmisin de los datos.

La fibra ptica en los ltimos aos ha disfrutado de una gran aceptacin en elmontaje de muchas infraestructuras de comunicacin entre las cuales sedestacan:

Las telecomunicaciones a larga distancia

Redes de rea metropolitana

Acceso a reas rurales.

Servicios de ltima milla.

Los entornos LAN.

En el entorno Lan la fibra ptica utilizada es la multimodo que se explicara conms detalle en las siguientes secciones, esta fibra se instala como cable centralque soporta el gran trafico de informacin de una empresa evitando losindeseables cuellos de botella.

Diferencias con otros medios guiados

Las caractersticas diferenciales de la fibra ptica frente al cable coaxial y el partrenzado son:

Mayor ancho de banda

Menor tamao y peso

Atenuacin menor

Aislamiento electromagntico

Mayor separacin entre repetidores

Tipos de fibra ptica


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Existen dos tipos de fibra ptica:

Multimodo (fibra ndice gradual, fibra ndice escalonado)

Monomodo

Fibra Multimodo

Figura 1.8. Fibra ptica Multimodo

Es la fibra ptica ms utilizada en la LAN, su funcionamiento se basa en eltransporte de varios haces de luz (modos) simultneamente, donde los modos queparten con un ngulo de inclinacin menor recorren mayores distancias debido aque experimentan un menor numero de rebotes con el revestimiento, estecomportamiento es el que hace que la fibra multimodo no soportes grandes

distancias debido a que cada vez que un haz de luz se refleja experimenta perdidade energa. La fibra multimodo normalmente tiene un dimetro de 62.5/125 micrasesto es una relacin ncleo revestimiento, sin embargo existen fibras multimodocon otros dimetros que no son tan comerciales.

En la fibra ptica multimodo ocurre la dispersin Modal la cual se produce debidoa que cada modo recorre diferentes caminos, dando como resultado que losmodos lleguen al otro extremo de la fibra en tiempos diferentes, ensanchando lospulsos y disminuyendo por lo tanto la mxima velocidad de transmisin de datos.Su uso en la LAN esta enmarcado en su flexibilidad, peso y bajo costo encomparacin con la monomodo.

La fibra ptica multimodo puede ser de dos tipos:

ndice Escalonado: El ndice de refraccin es constante en todo el ncleo yvaria nicamente en el revestimiento.

ndice Gradual: el ndice de refraccin vara a medida que los modos recorren elncleo.

HAZ QUEENTRA ALA FIBRA


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Fibra Monomodo

Figura 1.9. Fibra ptica Monomodo

El funcionamiento de la fibra monomodo o unimodo se basa en el transporte deun solo haz de luz (1 modo), generado por un emisor lser. La fibra ptica

monomodo es mucho ms delgada que la multimodo con un dimetro aproximadode 8 micras. Este funcionamiento hace que este tipo de fibra tenga una distanciatil mucho mayor que la fibra multimodo, adems de una mayor capacidad, el rayolser concentra gran cantidad de energa en un solo haz de luz y adems al norebotar la luz no existe perdida de energa constante como ocurre con la fibramultimodo.

La fibra monomodo no tiene mucho uso en la LAN, sin embargo es mas utilizadapara grandes trncales de comunicacin en redes de rea metropolitana o parainterconectar ciudades. En los ltimos aos a tenido gran acogida en lasimplementaciones de cable submarino que incluso atraviesan grandes ocanos.

Emisores y fotorreceptores de la fibra ptica

La fibra ptica utiliza dos clases de fuentes de luz para producir seales:

LED (Diodos Emisores de Luz): Utilizado principalmente en fibras pticasmultimodo. Presentan las siguientes caractersticas:

- Son muy econmicos

- Se utilizan para enlaces de corta distancia

- Se fabrican para las tres ventanas de operacin

- La luz generada por un LED cubre un ancho espectral amplio

- Tiempo de subida alto.

Lseres Semiconductores: Utilizados en las fibras monomodo. Presenta lassiguientes caractersticas:


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- Son ms costosos

- Tienen un reducido ancho espectral

- Se utilizan para enlaces de larga distancia

- Alta potencia de salida

- Tiempo de subida bajo

La fibra ptica utiliza dos clases de fotodiodos receptores

PIN:Son fotorreceptores utilizados en la fibra multimodo, emiten un pulso elctricocuando son golpeados por un haz de luz producido por un LED.

APD: Son fotorreceptores utilizados en la fibra monomodo, emiten un pulsoelctrico cuando son golpeados por un haz de luz producido por un Lser.

Conectores de la Fibra ptica

Existen muchos conectores para la fibra ptica y su instalacin es cada vez mssencilla. La figura 1. 10 muestra los diferentes conectores para la fibra ptica.

Figura 1.10. Conectores de la fibra ptica


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Eleccin del cableado

Para determinar que tipo de cableado es el ms adecuado para una determinadaaplicacin, se deben contestar las siguientes preguntas:

Qu cantidad de trfico va a soportar la red?

Cuales son los requerimientos de seguridad de la red?

Que distancia va a tener la red?

Cules son las posibles opciones de cableado?

Cual de las opciones de cableado se ajusta a los estndares de cableadoestructurado?

De que presupuesto para cableado se dispone?

Cuanto mejor proteja un cable contra la interferencia de otras seales elctricas,mayor sea la distancia til, velocidad de transmisin, calidad y seguridad mayor essu costo.


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1.2 Sistema de cableado Estructurado

Definicin

El cableado estructurado es un conjunto de dispositivos y cables que sonpropiamente instalados en un edificio o en un conjunto de ellos (campus), quepueden soportar a largo plazo todas las conexiones y servicios que requieran losusuarios.

Es una infraestructura confiable y con capacidad de habilitar en un edificio paratodos los usuarios los servicios de telecomunicaciones en una nica y sencillaestacin de trabajo.

Garantiza la flexibilidad para su reconfiguracin dinmica y para la implementacinde tecnologas de punta en aplicaciones (paquetes) y equipos activos de acuerdocon los nuevos servicios y requerimientos de manejo de informacin.

El cableado estructurado esta orientado a la integracin de servicios, para lo cualestablece una serie de consideraciones propias de su infraestructura:

Distancias predeterminadas

Medios identificados

Topologa definida

Arquitectura de sistemas abiertos

Terminologa utilizada por EIA/TIA

De aplicacin para voz, datos y videos

Proteccin de la inversin

Facilidad para administracin

Antecedentes

Con la libertad que exista para la escogencia entre cables y conectores, se iniciouna gran confusin y se cre un gran desorden en el cableado de redes.

Antes de la estandarizacin del sistema de cableado estructurado para edificios sepresentaban las siguientes desventajas:

Saturacin de estructuras actuales para cableado


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Tiempo de instalacin de nuevos servicios prolongado

Inflexible a los cambios

Adaptabilidad reducida y costosa

Infraestructura de cables independientes

Aumento de la demanda de servicios y de capacidad

Imposible reutilizacin de la infraestructura actual

Servicios aislados tanto tcnica como administrativamente

Sin embargo las empresas empezaron a evolucionar lo que genero:

Sofisticacin creciente de usuarios finales

Crecimiento de procesos de cmputo a nivel de escritorio

La necesidad de los proyectos actuales de redes locales hacia:

- Productividad- Manejabilidad- Proteccin a la inversin- Anticipacin al futuro

Elementos del cableado estructurado

Medios guados

Patch cord Conectores Tomas Paneles de recoleccin Gabinetes Rack Organizadores de cable Canaletas

Subsistemas del Cableado Estructurado


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Figura 1.11. Subsistemas de cableado estructurado.

Los (ver figura 1.11) de un sistema de cableado Estructurado son:

Entrada del Edificio

Sala de equipo

Cableado central

Cuarto de telecomunicaciones

1 Area de trabajo2 Toma Rj453 Cableado Horizontal4. Armario de telecomunicaciones5. cableado vertical


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Cableado horizontal

rea de trabajo

Campus

Entrada de construccin

La instalacin de entrada del edificio da el punto en donde el cableado exteriorentra en contacto con el cableado central interior del edificio. Los requerimientosfsicos del contacto de red son definidos en el estndar EIA/TIA-569.

Sala de equipo

Los aspectos de diseo de la sala de equipo se especifican en el estndarEIA/TIA-569. Las salas de equipo, generalmente alojan componentes de mayorcomplejidad que los closets de telecomunicacin. Cualquiera o todas las funcionesde un cuarto de telecomunicaciones pueden estar disponibles en una sala deequipo.

Otros requerimientos de diseo

- Topologa en estrella- No ms de dos niveles jerrquicos de interconexiones- No se permiten derivaciones de puente- Los puentes de interconexin principales e intermedias o cables de parcheo

no deben exceder los 20 metros (66pies)- Evitar su instalacin en reas donde puedan existir fuentes de altos niveles

de EMI/RFI- La conexin a tierra debe cumplir los requerimientos como se define en el

EIA/TIA 607

Nota: se recomienda que el usuario consulte a los fabricantes del equipo, a lasnormas de aplicacin y a los proveedores del sistema, por obtener informacin

adicional cuando se planeen aplicaciones cubiertas compartidas en cablescentrales UTP.

Cableado horizontal

(Topologa Especfica: en Estrella)


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El sistema de cableado horizontal (ver figura 1.12) se extiende desde la toma decorriente de telecomunicaciones (informacin) del rea de trabajo hasta el armario

de telecomunicaciones y consiste en lo siguiente:

- Cableado horizontal- Salida de Telecomunicaciones- Terminaciones de cable- Interconexiones

Se reconocen tres tipos de medios como opcin para cableado horizontal, cadauno extendindose una distancia mxima de 90 metros:

1) cable 4- pareado 100 ohm UTP (conductores slidos 24 AWG )

2) cables 2-pareado 150 ohm3) cable de fibra ptica 2-fibra 62.5/125 um

Conforme la velocidad de transmisin ha aumentado el cableado de altorendimiento se ha convertido en una necesidad. Adems, debieron establecersealgunos medios para clasificar cables horizontales UTP y del equipo de conexin,por su capacidad de rendimiento. Estas capacidades han sido detalladas en unaserie de categoras como sigue:

- Categora 3

- Categora 4- Categora 5- Categora 5e- Categora 6

Actualmente, el cable coaxial 50 ohm puede ser una opcin como de tipo medio.Sin embargo, no es recomendado para instalaciones nuevas de cableado y seestima que su uso en la LAN se cambiar definitivamente.


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Figura 1.12.Subsistema de rea de trabajo y Horizontal

Nota: Las distancias mximas especificadas arriba estn basadas en transmisinde voz en UTP y transmisin de datos en STP y fibra. La distancia de 90 metrospara STP corresponde a aplicaciones con una anchura de banda espectral de 20Mhz a 300 Mhz. Una distancia de 90 metros tambin se aplica a UTP a anchurasde banda de 5Mhz-16Mhz para CAT 3, 10Mhz-20 Mhz para CAT 4 y 20 Mhz 100MHz para CAT 5.

Sistemas de datos de menor velocidad como el sistema IBM36, 38, AS400 yasincrnicos (RS232, 422, 423, etc.) pueden obtener un UTP (o STP) paradistancias considerablemente mayores generalmente, desde varios cientos depies hasta ms de 1000 pies. Las distancias reales dependen del tipo de sistema,la velocidad de datos y las especificaciones del fabricante para el sistemaelectrnicos y los componentes asociados utilizados(es decir, balunes,adaptadores, conductores de cable, etc.). El estado actual de las instalaciones dedistribucin normalmente incluye una combinacin de cables de cobre y fibraptica en central.

Adems de los 90 metros de cable horizontal, se permiten un total de 10 metrospara rea de trabajo y cuarto de telecomunicaciones provisionales y puentes.

rea de trabajo

rea de trabajo Cableado horizontal


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Los componentes del rea de trabajo se extienden desde la salida de informacinhasta el equipo de estacin. El cableado del rea de trabajo est diseado de

manera que sea sencillo el interconectarse, para que los cambios, aumentos ymovimientos se puedan manejar fcilmente.

Los componentes de rea de Trabajo son:

- Cableado de parcheo- computadoras, terminales de datos, telfonos, etc.- Cableado provisionales- cables modulares, cables adaptadores de PC,

puentes de fibra, etc.- Adaptadores- balunes, etc. deben estar fuera de las salidas de

informacin.- Cables par trenzado sin Blindar de 100 Ohms

- Sistema de cableado (UTP)

Tanto para el sistema de rea de trabajo como para el horizontal se recomiendainstalar el cableado aplicando las normas 568 A o 568 B (ver figura 1.13).

El uso de una de estas normas garantiza la interconexin de todos los puntos dela red ya que todos los fabricantes las implementas en sus productos.

Combinar normas no es recomendable, se aconseja utilizar una sola en toda lared, sin embarbo hay Switches inteligentes que pueden interconectar redes con

diferentes normas.

Normas 568A Y 568B

N PIN 568A 568B1 BLANCO-VERDE BLANCO-NARANJA2 VERDE NARANJA3 BLANCO-NARANJA BLANCO-VERDE4 AZUL AZUL

5 BLANCO-AZUL BLANCO-AZUL6 NARANJA VERDE7 BLANCO-CAFE BLANCO-CAFE8 CAFE CAFE


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Figura 1. 13. normas 568A y 568B

Cableado vertical o central

El cableado central (ver figura 1.14) provee la interconexin entre los cuartos detelecomunicacin, sala de equipo e instalaciones de entrada. Consiste en loscables centrales, interconexiones intermedias y principales, utilizado parainterconexiones de central a central.

Esto incluye:

- Conexin vertical entre pisos (conductores verticales riser)- Cables entre las sala de equipo y las instalaciones de entrada del

cableado del edificio- Cableado entre edificio

Los tipos de cableados reconocidos y mximas distancias centrales son:

100 ohm UTP(24 a 22 AWG) 800 metros (2625 ft) voz150 ohm STP 90 metros (2955 ft) DatosFibra ptica 62.5/125 um multimodo 2,000 metros (6560 ft)Fibra ptica 8.3/125 um uni-modo 3,000 metros (9840 ft)

Nota: La distancias centrales estn sujetas a la aplicacin.


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Figura 1.14 Cableado vertical

Cuarto de telecomunicaciones

Un armario de telecomunicaciones es el rea de un edificio que aloja el equipo delsistema de cableado de telecomunicaciones. Esto incluye las terminacionesmecnicas y/o interconexiones para el sistema de cableado central y horizontal.Por favor, vea el estndar EIA/TIA-569 para las especificaciones del armario detelecomunicaciones.

Subsistema de Campus

El subsistema de campus abarca todo el cableado que interconecta diferentes

edificaciones dentro de un campus como lo muestra la figura 1.15.El cable recomendado para interconectar edificios dentro de un mismo campus esla fibra ptica, sin embargo dependiendo de los requerimientos se pueden utilizarcables de cobre de alta capacidad.


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Figura 1.15. Subsistema de Campus

Consideraciones Elctricas

En todo sistema de cableado estructurado deben tenerse consideraciones conrespecto al sistema elctrico. Se deben tener en cuanta las siguientesconsideraciones:

Instalar sistemas de puesta a tierra: esto permite proteger todos los equipos decmputo y dispositivos activos de la red de descargas elctricas producidas porrayos.

Instalar sistemas de alimentacin ininterrumpida (UPS): las UPS permiten que elsistema siga funcionando temporalmente a pesar de que se corte la alimentacinelctrica, esto garantiza que los usuarios terminen sus actividades y los equiposse apaguen correctamente.

Instalar estaciones elctricas para regular la corriente: todos los equipos ydispositivos de red deben estar conectados a fuentes elctricas reguladas, esdecir la corriente es controlada por fusibles que garantizan que a pesar de queocurra un alto de energa nunca se afectaran los equipos de la red. Si seconectan los equipos directamente a tomas con corriente normal se exponen aque sufran daos por lo inconstante que es la corriente.


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1.3 Dispositivos Activos

Concentrador

Figura 1.16 Concentrador o Hub

Un concentrador es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red.Tambin conocido con el nombre de hub (ver figura 1.16).

Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de lospuertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de formaque todos los puntos tienen acceso a los datos. Tambin se encarga de enviar unaseal de choque a todos los puertos si detecta una colisin. Son la base para lasredes de topologa tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que

los ordenadores estn conectados en serie, es decir, a una lnea que une varios otodos los ordenadores entre s, antes de llegar al ordenador central. Llamadotambin repetidor multipuerto, existen 3 clases.

Pasivo: No necesita energa elctrica.

Activo: Necesita alimentacin.

Inteligente: Tambin llamados smart hubs, son hubs activos que incluyenmicroprocesador.


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Dentro del modelo OSI el concentrador opera a nivel de la capa fsica, al igual quelos repetidores, y puede ser implementado utilizando nicamente tecnologa

analgica. Simplemente une conexiones y no altera las tramas que le llegan.

Visto lo anterior se pueden sacar las siguientes conclusiones:

El concentrador enva informacin a ordenadores que no estn interesados.A este nivel slo hay un destinatario de la informacin, pero para asegurarsede que la recibe el concentrador enva la informacin a todos los ordenadoresque estn conectados a l, as seguro que acierta.

Este trfico aadido genera ms probabilidades de colisin.

Una colisin se produce cuando un ordenador quiere enviar informacin yemite de forma simultnea con otro ordenador que hace lo mismo. Al chocarlos dos mensajes se pierden y es necesario retransmitir. Adems, a medidaque aadimos ordenadores a la red tambin aumentan las probabilidades decolisin.

Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo ms lento de la red.Si observamos cmo funciona vemos que el concentrador no tiene capacidadde almacenar nada. Por lo tanto si un ordenador que emite a 100 Mbps letrasmitiera a otro de 10 Mbps, se perdera del mensaje.

En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 Mbps, si loconectamos a nuestra red casera, toda la red funcionar a 10 Mbps, aunquenuestras tarjetas sean 10/100 Mbps

Un concentrador es un dispositivo simple, esto influye en dos caractersticas:

1. El precio es barato.

2. Un concentrador casi no aade ningn retardo a los mensajes.

Los concentradores fueron muy populares hasta que se abarataron los switch quetienen una funcin similar pero proporcionan ms seguridad contra programascomo los Sniffer. La disponibilidad de Switches ethernet de bajo precio ha dejadoobsoletos, pero an se pueden encontrar en instalaciones antiguas y enaplicaciones especializadas.


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1.4 LAN Inalmbricas

El protocolo IEEE 802.11 o WI-FI (Wireles Fidelity) es un estndar de protocolo decomunicaciones de la IEEE que define el uso de los dos niveles ms bajos de laarquitectura OSI (capas fsica y de enlace de datos), especificando sus normas defuncionamiento en una WLAN. En general, los protocolos de la rama 802.x definenla tecnologa de redes de rea local.

Wireless significa 'sin hilos', por lo tanto, todo sistema inalmbrico de interconexines denominado como wireless.

La figura 1.17 indica el modelo desarrollado por el grupo de trabajo 802.11.

Figura 1.17. Arquitectura IEEE 802.11

A continuacin se definen una serie de conceptos bsicos que se incorporan en elestndar y que son fundamentales para la administracin de cualquier LAN

inalmbrica:

ServidorSistema de distribucin

Punto deacceso

Estacin

Estacin

Estacin

Conjunto deserviciosBsicos

Punto deacceso

Estacin Estacin

Conjunto deserviciosBsicos

Conjunto deservicios deAmpliacin


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Estaciones:computadores o dispositivos con interfaz inalmbrica.

Medio: se pueden definir dos la radiofrecuencia y los infrarrojos

Punto de acceso(AP): tiene las funciones de un puente (conecta dos redes conniveles de enlace parecidos o distintos), y realiza por tanto las conversiones detrama pertinente.

Sistema de distribucin: importantes ya que proporcionan movilidad entre AP,para tramas entre distintos puntos de acceso o con los terminales, ayudan ya quees el mecnico que controla donde esta la estacin para enviarle las tramas.WIFI

Conjunto de servicio bsico (BSS): Grupo de estaciones que seintercomunican entre ellas. Se define dos tipos:Independientes: cuando las estaciones, se intercomunican directamente.Infraestructura: Cuando se comunican todas a travs de un punto de acceso.

Conjunto de servicio Extendido o de Ampliacin (ESS):Es la unin de variosBSS.

rea de Servicio Bsico (BSA):es la zona donde se comunican las estacionesde una misma BSS, se definen dependiendo del medio.

Movilidad:este es un concepto importante en las redes 802.11, ya que lo queindica es la capacidad de cambiar la ubicacin de los terminales, variando la BSS.La transicin ser correcta si se realiza dentro del mismo ESS en otro caso no sepodr realizar.

Lmites de la red:Los lmites de las redes 802.11 son difusos ya que puedensolaparse diferentes BSS.

Arquitectura Del Protocolo Ieee 802.11

El grupo de trabajo 802.11 consider dos tipos de proposiciones para un algoritmoMAC (Control de Acceso al Medio): protocolos de acceso distribuido, que comoCSMA/CD, distribuyen la decisin de transmitir entre todos los nodos usando unmecanismo de deteccin de portadora, y protocolos de acceso centralizado, queimplican la gestin centralizada de la transmisin, estos dos algoritmos seimplementan en las topologas inalmbricas que se explican mas adelante en estemodulo.


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Figura 1.18. Pila de protocolos 802.11

El resultado final del 802.11 es un algoritmo MAC llamado MAC inalmbrico deprincipio distribuido (DFWMAC, Distibuted Foundation Wireless MAC), queproporciona un mecanismo de control de acceso distribuido con un controlcentralizado opcional implementado sobre l. La figura xxx ilustra la arquitectura.La subcapa inferior de la capa MAC es la funcin de coordinacin distribuida(DCF). DCF emplea un algoritmo de competicin para proporcionar acceso a todoel trfico. El trfico asncrono ordinario usa DCF. La funcin de coordinacinpuntual (PCF) es un algoritmo MAC centralizado utilizado para proporcionar un

servicio sin competicin. PCF se constituye sobre DCF y aprovecha lascaractersticas de DCF para asegurar el acceso a sus usuarios.

A continuacin se explica las dos topologas para redes inalmbricas queimplementan las dos propuestas del comit 802.11:

Topologas Inalmbricas

Las redes LAN inalmbricas se construyen utilizando dos topologas bsicas. Paraestas topologas se utilizan distintos trminos, como administradas y no

Funcin de coordinacindistribuida (DCF)

Funcin deCoordinacinpuntual (PCF)

Capa

MAC

Capa Fsica

Servicio decompeticin

Servicio sincompeticin


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administradas, alojadas y par a par, e infraestructura y "ad hoc". En este Modulose utilizarn los trminos "infraestructura" y "ad hoc". Estos trminos estn

relacionados, esencialmente, con las mismas distinciones bsicas de topologa.

A continuacin se explican las dos topologas Inalmbricas para la LAN:

INFRAESTRUCTURA

Figura 1.19. Topologa de Infraestructura

Una topologa de infraestructura (figura 1.19) es aquella que extiende una red LANcon cable existente para incorporar dispositivos inalmbricos mediante unaestacin base, denominada punto de acceso. El punto de acceso une la red LANinalmbrica y la red LAN con cable y sirve de controlador central de la red LANinalmbrica. El punto de acceso coordina la transmisin y recepcin de mltiplesdispositivos inalmbricos dentro de una extensin especfica; la extensin y el

nmero de dispositivos dependen del estndar de conexin inalmbrica que seutilice y del producto. En la modalidad de infraestructura, puede haber variospuntos de acceso para dar cobertura a una zona grande o un nico punto deacceso para una zona pequea, ya sea un hogar o un edificio pequeo.

AD HOC


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Figura 1.20. Topologa Ad Hoc

En una topologa ad hoc, los propios dispositivos inalmbricos crean la red LAN yno existe ningn controlador central ni puntos de acceso. Cada dispositivo secomunica directamente con los dems dispositivos de la red, en lugar de pasar porun controlador central. Esta topologa es prctica en lugares en los que puedenreunirse pequeos grupos de equipos que no necesitan acceso a otra red.Ejemplos de entornos en los que podran utilizarse redes inalmbricas ad hocseran un domicilio sin red con cable o una sala de conferencias donde los equipos

se renen con regularidad para intercambiar ideas o Por ejemplo, cuando secombinan con la nueva generacin de software y soluciones par a par inteligentesactuales, estas redes inalmbricas ad hoc pueden permitir a los usuarios mvilescolaborar, participar en juegos de equipo, transferir archivos o comunicarse dealgn otro modo mediante sus PC o dispositivos inteligentes sin cables.

Especificacin Del Medio Fsico

Existen varios estndares que se desarrollaron por la IEEE y que hoy permitenque las redes inalmbricas tengan una posicin de privilegio en la LAN:

La versin original del estndar IEEE 802.11 publicada en 1997 especifica dosvelocidades de transmisin tericas de 1 y 2 Mbps, que se transmiten porseales infrarrojas (IR) en la banda ISM (estas son bandas de uso no comercial)a 2,4 GHz. IR sigue siendo parte del estndar, pero no hay implementacionesdisponibles. El estndar original tambin define el protocolo CSMA/CD (Mltipleacceso por deteccin de portadora evitando colisiones)

La revisin 802.11b del estndar original fue ratificada en 1999. 802.11b tieneuna velocidad mxima de transmisin de 11 Mbit/s y utiliza el mismo mtodo deacceso CSMA/CD, definido en el estndar original. El estndar 802.11b funcionaen la banda de 2.4 GHz. Debido al espacio ocupado por la codificacin del


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protocolo CSMA/CD, en la prctica, la velocidad mxima de transmisin con esteestndar es de aproximadamente 5.9 Mbps sobre TCP y 7.1 Mbps sobre UDP.

La revisin 802.11a al estndar original fue ratificada en 1999. El estndar802.11a utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estndar original,opera en la banda de 5 Ghz y utiliza 52 subportadoras orthogonal frequency-divisin multiplexing (OFDM) con una velocidad mxima de 54 Mbit/s, lo que lohace un estndar prctico para redes inalmbricas con velocidades reales deaproximadamente 20 Mbps. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18,12, 9 o 6 Mbps en caso necesario. 802.11a tiene 12 canales no solapados, 8para red inalmbrica y 4 para conexiones punto a punto. No puede interoperarcon equipos del estndar 802.11b, excepto si se dispone de equipos queimplementen ambos estndares.

En el 2003, se ratific un tercer estndar de modulacin: Este utiliza la banda de2.4 Ghz (al igual que el estndar 802.11b) pero opera a una velocidad tericamxima de 54 Mbps, o cerca de 24.7 Mbps de velocidad real de transferencia,similar a la del estndar 802.11a. Es compatible con el estndar b y utiliza lasmismas frecuencias. Buena parte del proceso de diseo del estndar lo tom elhacer compatibles los dos estndares. Sin embargo, en redes bajo el estndar gla presencia de nodos bajo el estndar b reduce significativamente la velocidadde transmisin.

En el 2004, la IEEE anunci la formacin de un grupo de trabajo 802.11 (Tgn)para desarrollar una nueva revisin del estndar 802.11. la velocidad real detransmisin podra llegar a los 500 Mbps (lo que significa que las velocidadestericas de transmisin seran an mayores), y debera ser hasta 10 veces msrpida que una red bajo los estndares 802.11a y 802.11g, y cerca de 40 vecesms rpida que una red bajo el estndar 802.11b. Tambin se espera que elalcance de operacin de las redes sea mayor con este nuevo estndar. .

Con el estndar 802.11e, la tecnologa IEEE 802.11 soporta trfico en tiemporeal en todo tipo de entornos y situaciones. Las aplicaciones en tiempo real sonahora una realidad por las garantas de Calidad de Servicio (QoS) proporcionadopor el 802.11e. El objetivo del nuevo estndar 802.11e es introducir nuevos

mecanismos a nivel de capa MAC para soportar los servicios que requierengarantas de Calidad de Servicio. Para cumplir con su objetivo IEEE 802.11eintroduce un nuevo elemento llamado Hybrid Coordination Function (HCF)

Hoy en da el estndar 802.11 Super G, con una banda de 2.4 Ghz y 5 Ghz,alcanza una velocidad de transferencia de 108 Mbps.


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Redes De rea Personal PAN

El comit IEEE 802.15 ha desarrollado un conjunto de normalizaciones para redesde rea personal inalmbricas. Bluetooth es la norma que define este estndarglobal de comunicacin inalmbrica, que posibilita la transmisin de voz y datosentre diferentes equipos mediante un enlace por radiofrecuencia.

Objetivos De Bluetooth

Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son:

Facilitar las comunicaciones entre equipos mviles y fijos

Eliminar cables y conectores entre stos.

Ofrecer la posibilidad de crear pequeas redes inalmbricas y facilitar lasincronizacin de datos entre nuestros equipos personales

Usos Y Aplicaciones

Conexin sin cables entre los celulares y equipos de manos libres y kit paraautos.

Red inalmbrica en espacios reducidos donde no sea tan importante un granancho de banda.

Comunicacin sin cables entre la PC y dispositivos de entrada y salida.Mayormente impresora, teclado y mouse.

Transferencia de ficheros entre dispositivos.

Transferencia de fichas de contactos, citas y recordatorios entre dispositivos.

Reemplazo de la tradicional comunicacin por cable entre equipos GPS y

equipamiento mdico.

Controles remotos (tradicionalmente dominado por el infrarrojo)

Enviar pequeas publicidades entre anunciantes y dispositivos con bluetooth. Unnegocio podra enviar publicidad a celulares / telfonos mviles con bluetoothactivado al pasar cerca.

Las consolas de juegos de video traen bluetooth para utilizar mandosinalmbricos.


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ACTIVIDADES COMPLEMENTARIAS DEL CAPITULO 1

1. Elabore un resumen de cada una de las temticas del capitulo y consultelas dudas con el Tutor.

2. Elabore un mapa conceptual del capitulo 1 donde se visualicen todos losconceptos del capitulo. Socialcelo con el Tutor y sus compaeros de curso.

3. Investigue las normas vigentes de cableado estructurado y que entidad las

desarrollo

4. Realice un laboratorio en grupo de curso donde aplique las diferentesnormas de cableado estructurado.

5. Realice un laboratorio en grupo de curso refrente a instalacin yconfiguracin de redes Inalmbricas.

6. Elaborar un informe de cada laboratorio y entrguelo al Tutor.


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CAPITULO 2: LA CAPA DE ENLACE DE DATOS

2.1 Arquitecturas LAN

Cuando se habla de arquitectura LAN, lo que se describe es una pila de protocolosbasados en las dos primeras capas del modelo OSI, que incluye la capa fsica ylas dos subcapas de la capa de Enlace de datos, la MAC (control de acceso almedio) y la LLC(control de enlace lgico)

Este modulo se limita al estudio de las arquitecturas utilizadas en las redes derea local LAN y se basa en los estndares OSI y 802 ver Figura 2.1.

Figura 2.1. Arquitectura IEEE802 comparada con el modelo OSI.

En este capitulo se analizara las caractersticas de las arquitecturas LANsiguientes:

Ethernet y Ethernet de alta velocidad

Control de acceso almedio

Fsica

Transporte

Red

Sesin

Presentacin

Aplicacin

Enlace de datos

Fsica

Control de enlace lgico

Medio Medio

Modelo dereferencia OSI

Modelo de referenciaIEEE 802

Protocolos decapa superior


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Anillo con paso testigo y FDDI

100 VG-AnyLAN

Redes LAN ATM

2.1.1 Ethernet y Ethernet de alta velocidad (CSMA/CD)

El estndar IEEE 802. 3 define la tcnica de control de acceso al medio llamadaacceso mltiple sensible a la portadora con deteccion de colisiones (CSMA/CD,Carrier Sense Multipla Access With Colision Detection). La cual es la msampliamente usada para topologas en bus/rbol y en estrella

En las redes Ethernet se definen protocolos para la capa Fsica, como para lacapa de control acceso al medio (ver figura 2.2).

Figura 2.2 Arquitectura Ethernet.

IEEE 802.2 Servicios orientados a conexin

no confirmado Servicios en modo de conexin Servicio no orientado a conexin

confirmado

CSMA/CD

Cable coaxial, par trenzado, fibra

ptica

Co

ntroldeenlace

l

icoLLC

Controldeacceso

almedioMAC

F

sica

Topologa en bus, rbol, Estrella


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Especificaciones capa fsica IEEE (802.3)

El comit 802.3 de la IEEE ha sido el ms activo en la definicin deconfiguraciones fsicas para su arquitectura. Esto tiene ventajas y desventajas almismo tiempo:

Ventajas

- La normalizacin responde a la evolucin de la tecnologa.

- El usuario tiene varias posibilidades disponibles que se ajusten a susnecesidades.

Desventajas

El consumidor, sin mencionar al potencial proveedor, se encuentra con una granvariedad de opciones y no saben cual es la ms apropiada. Sin embargo el comittrabaja fundamentalmente en asegurar que todas las opciones puedan integrarseen una sola solucin que satisfaga todas las necesidades.

El comit ha desarrollado una notacin concisa con el fin de distinguir las distintasimplementaciones que se encuentran disponibles:

- Razn de datos en Mbps

- Mtodo de sealizacin

- Mxima longitud del segmento en centenas de metros

Las alternativas definidas son:

10 BASE 5 10 BASE 2 10 BASE T 10 ANCHA 36 10 BASE F 100 BASE T 100 BASE TX 100 BASE FX 100 BASE T4


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Control de acceso al medio en IEEE 802.3

A travs del tiempo se han implementado diferentes tcnicas para acceder a uncanal mltiple. A continuacin se describe una muestra representativa de los msinteresantes.

La tcnica CSMA/CD y sus precursores pueden ser denominadas de accesoaleatorio o de competicin. Son de acceso aleatorio en el sentido de que no existeun tiempo preestablecido o predecible para las transmisiones de las estaciones;sta se realiza aleatoriamente. Son de competicin en el sentido que lasestaciones compiten para conseguir tiempo del medio.

ALOHA

Es la primera de ests tcnicas, se desarroll para redes de radio, siendo, a pesarde ello, aplicable a cualquier medio de transmisin compartido.

A continuacin se estudian las dos versiones de ALOHA: ALOHA puro yRanurado. Que difieren en si se divide o no el tiempo en ranuras discretas en lasque deben caber todos los marcos.

ALOHA puro: como se llama a veces, es una tcnica que no requieresincronizacin de tiempo global. Supone una autntica disputa entre lasestaciones. Cuando una estacin dispone de una trama a transmitir lo hace,

pasando despus a escuchar al medio durante un tiempo al mximo retardo depropagacin posible de ida y vuelta a travs de la red (dos veces al tiempo quetarda el envo de una trama entre las dos estaciones ms separadas) ms unpequeo incremento fijo de tiempo. Si durante este tiempo la estacin oye unaconfirmacin, de acuerdo; si no, retransmite la trama. Si la estacin no recibe unaconfirmacin despus repetidas transmisiones, desde su intento. Una estacinreceptora determina si una trama recibida es correcta examinando un campo desecuencia de comprobacin de trama, como en HDLC. Si la direccin de la tramaes valida y la direccin de destino en la cabecera de la trama coincide con la de lareceptora, la estacin enva inmediatamente una confirmacin. La trama puede serincorrecta debido a la presencia de ruido en el canal o debido a que otra estacin

transmiti una trama casi al mismo tiempo. En el ltimo caso, las dos tramaspueden interferir entre s en el receptor de modo que no se acepta ninguna; estose conoce como colisin. Si se decide que la trama recibida no es vlida, laestacin receptora simplemente ignora la trama.

ALOHA es tan sencilla como puede serlo, y por este motivo presenta puntosdbiles. Dado que el nmero de colisiones crece rpidamente cuando aumenta lacarga, la utilizacin mxima del canal es slo de orden del 18%.


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ALOHA Ranurado: Este protocolo se desarrollo con la finalidad de mejorar laeficiencia del ALOHA puro. En este esquema el tiempo del canal se organiza en

ranuras uniformes del tamao igual al tiempo de transmisin de tramas, siendonecesario el uso de un reloj central u otra tcnica para sincronizar todas lasestaciones. La transmisin slo se permite al comienzo de una frontera de ranura.As las tramas que se solapen lo harn completamente, lo que incrementa lautilizacin mxima del sistema has 37% aproximadamente.

En conclusin tanto ALOHA puro como ALOHA ranurado presentan una pobreutilizacin. Ninguna de las dos tcnicas aprovecha una de las propiedades msimportantes de la radio y las redes LAN, consistente en que el retardo depropagacin entre las estaciones es generalmente muy pequeo en comparacincon el tiempo de transmisin de tramas.

CSMA (acceso Mltiple sensible a la portadora)

Con CSMA, una estacin que desea transmitir escucha primero el medio paradeterminar si existe otra transmisin en curso (sensible a la portadora). Si el mediose est usando, la estacin debe esperar. En cambio si este se encuentra libre, laestacin puede transmitir. Puede suceder que dos o ms estaciones intententransmitir aproximadamente al mismo tiempo, en cuyo caso se producir colisin:los datos de ambas transmisiones interfieren y no se reciben con xito. Parasolucionar esto, una estacin guarda una cantidad de tiempo razonable despusde transmitir en espera de una confirmacin, teniendo en consideracin el retardo

de propagacin mximo del trayecto de ida y vuelta y el hecho de que la estacinque confirma debe competir tambin por conseguir el medio para responder. Si nollega la confirmacin, la estacin supone que se ha producido una colisin yretransmite.

Se puede ver como esta estrategia resulta efectiva para redes que el tiempo detransmisin de tramas promedio es mucho mayor que el de propagacin. Lascolisiones solo se producen cuando ms de un usuario comienza a transmitir condiferencias pequeas de tiempo (periodo de retardo de propagacin). Si unaestacin comienza a transmitir una trama y no existen colisiones durante el tiempode propagacin del inicio del paquete a la estacin ms lejana, no se producir

colisin para esta trama dado que todas las estaciones estn enteradas de latransmisin.

CSMA/CD

El protocolo CMSA/CD, es mucho ms eficiente que los protocolos ALOHA,ALOHA ranurado y CSMA. Se basa en una serie de reglas que permiten un mejoraprovechamiento del canal:

Regla1:La estacin transmite si el medio est libre, si no se aplica la regla 2.


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Regla 2: si el medio se encuentra ocupado, la estacin continua escuchandohasta que encuentre libre el canal, en cuyo caso transmite inmediatamente.

Regla 3: si se detecta una colisin durante la transmisin, las estacionestransmiten una seal corta de interferencia para asegurarse de que todas lasestaciones constatan la produccin de colisin y dejan de transmitir.

Regla 4:Despus de transmitir la seal de interferencia se espera una cantidadde tiempo aleatorio, e intenta transmitir de nuevo (paso 1)

Trama MAC 802.3

La trama del protocolo 802.3 (ver figura 2.3) consta de los siguientes campos:

Figura 2.3 Formato de la trama Ethernet

Prembulo: el receptor usa un octeto patrn de 7 bits cero y uno alternados paraestablecer la sincronizacin a nivel de bits.

Delimitador de comienzo de trama (SFD): consiste en la secuencia de bits10101011, que indica el comienzo real de la trama y posibilita al receptor localizarel primer bit del resto de la trama.

Direccin de destino (DA): especifica la estacin o estaciones a las que vadirigida la trama. Esta direccin puede ser de tres tipos:

- Una nica direccin fsica- Una direccin de grupo- Una direccin global

Para su implementacin se pueden elegir dos longitudes, 16 o 48 bits, y debe serla misma en todas las estaciones de una LAN especifica.

Direccin de origen (SA): Especifica la estacin que envi la trama.

Longitud: Longitud del campo de datos LLC

SAPrembulo SFD DA Longitud RellenoDatos LLC FCS

Octetos 7 1 2 6 2 6 2 >= 0 4>= 0


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Datos LLC: Unidad de datos suministradas por LLC.

Relleno: Octetos aadidos para asegurar que la trama es suficientemente largapara un correcto funcionamiento de la tcnica de deteccin de colisin.

Secuencia de comprobacin de trama (FCS): comprobacin de redundanciacclica de 32 bits en base a todos los campos excepto los de prembulo, SFD yFCS.

2.1.2 Anillo con paso testigo y FDDI

El protocolo MAC ms usual en redes LAN con topologa en anillo es el paso de

testigo. A continuacin se analizan dos normalizaciones que utilizan anillo conpaso de testigo IEEE 802.5 y FDDI.

Anillo con paso de testigo IEEE 802.5

Para la arquitectura de anillo 802.5 (ver figura 2.4) se definen una serie deespecificaciones para la capa fsica y para la capa de enlace.

Figura 2.4. Arquitectura Token Ring

IEEE 802.2

Servicios orientados a conexinno confirmado Servicios en modo de conexin Servicio no orientado a conexin

confirmado

Anillo con paso de testigo

Par trenzado Apantallado

Par trenzado no Apantallado

Controldeenlace

l

icoL

LC

Controldeacceso

almedioMAC

Fsica

Topologa en Anillo


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Especificaciones capa fsica de IEEE 802.5

La norma 802.5 especifica el empleo de par trenzado apantallado con capacidadde 4 ay 16 Mbps usando codificacin Manchester Diferencial. Adems del partrenzado no apantallado a 4 Mbps.

Control de acceso al medio en IEEE 802.5

La tcnica de anillo con paso de testigo se basa en el uso de una trama pequea,denominada testigo (token), que circula cuando todas las estaciones estn libres.

Cuando una estacin desea transmitir debe esperar a que le llegue un testigo. En

este caso, toma el testigo cambiando uno de sus bits, lo que lo convierte en unasecuencia de comienzo de trama para una trama de datos. A continuacin, laestacin aade y transmite el resto de campos requeridos en la construccin deuna trama.

Cuando una estacin toma un testigo y comienza a transmitir una trama de datosno existe testigo en el anillo, de manera que el resto de estaciones que deseetransmitir deben esperar. La trama en anillo realiza una vuelta completa y seabsorbe en la estacin transmisora, quien insertar un nuevo testigo en anillocuando se cumpla las dos condiciones siguientes:

La estacin ha completado la transmisin de su trama.

Los bits iniciales de la trama transmitida han vuelto a la estacin (despus de una vuelta completa al anillo).

Si la longitud del anillo es menor que la trama la primera condicin implica lasegunda. En caso contrario, una estacin debera liberar un testigo despus deque haya terminado de transmitir, pero antes de que comience a recibir su propiatransmisin la segunda condicin no es estrictamente necesaria, relajndose endeterminadas circunstancias. La ventaja que implica la suposicin de la segunda

condicin es que se asegura que, en un instante de tiempo dado, slo puedehaber una trama de datos en el medio y slo puede estar transmitiendo unaestacin, simplificndose los procedimientos de recuperacin de errores.

Una vez que se ha insertado un nuevo testigo en el anillo, la siguiente estacin enla secuencia que disponga de datos a transmitir podr tomar al testigo y llevar acabo la transmisin.

Observe que en condiciones de baja carga, el anillo con paso de testigo presentacierta ineficiencia debido a que una estacin debe esperar a recibir el testigo antesde transmitir. Sin embargo, en condiciones de alta carga, que es la situacin que


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mas importante, el anillo funciona como la tcnica de rotacin circular (round-robin), que es eficiente adems de equitativa.

La configuracin de anillo con paso testigo ofrece una serie de ventajas ydesventajas:

La principal ventaja del anillo con paso de testigo es el flexible control de accesoque ofrece.

La principal desventaja del anillo con paso de testigo son los requisitos para elmantenimiento del anillo. La perdida de testigo impide posteriores utilizaciones delanillo. La duplicidad del testigo puede interrumpir tambin el funcionamiento delanillo. Se debe seleccionar una estacin como monitora para asegurar que slo

hay un testigo en el anillo y para reinsertar un testigo libre en el caso necesario.

Trama MAC

El formato de tramas de protocolos 802.5 (ver figura 2.5) consta de los siguientescampos:

Formato general de trama

Formato de trama de testigo

Figura 2.5. Formato de la trama 802.5

Delimitador de comienzo (SD): indica el comienzo de la trama. SD consta depatrones de sealizacin distintos de los datos. Se codifican como sigue:JK0JK000, donde J y K smbolos de no datos.

Control de acceso (AC): Tiene el formato PPPTMRRR, donde PPP y RRR sonvariables de prioridad y reserva de 3 bits, y M es el bit monitor. T indica si es una

SD AC FC DA SA Unidad de datos FCS ED FS

Octetos 1 1 1 2 6 2 6 >= 0 4 1 1

SD AC FC


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trama de testigo o de datos. En caso de una trama de testigo, el nico campoposterior es el ED.

Control de trama (FC): indica si es una trama de datos LLC. Si no, los bits deeste campo controlan el funcionamiento del protocolo MAC en el anillo con pasotestigo.

Direccin de destino (DA): especifica la estacin o estaciones a las que vadirigida la trama. Esta direccin puede ser de tres tipos:

Una nica direccin fsica Una direccin de grupo Una direccin global

Direccin de origen (SA): Especifica la estacin que envi la trama.

Unidad de datos: Contiene datos LLC

Secuencia de comprobacin de tramas (FCS): comprobacin de redundanciacclica de 32 bits en base a todos los campos excepto los de prembulo, SFD yFCS.

Delimitador de fin (ED): contiene el bit de deteccin de errores (E) que se activasi cualquier repetidor detecta un error, y el bit intermedio (I), usado para indicarque la trama no es la final en una transmisin de mltiples tramas.

Estado de Trama (FS): Contiene los bits de direccin reconocida (A) y de tramacopiada (C). dado que estos bit no se encuentran cubiertos por el campo FCS,se encuentran duplicados con el fin de ofrecer una comprobacin deredundancia para detectar valores errneos.

FDDI

Es una arquitectura (Ver figura 2.6) que se basa en un esquema en anillo conpaso de testigo igual que la IEEE 802.5 diseada para aplicaciones LAN y MAN.

Para esta arquitectura se definen una serie de especificaciones para la capa fsicay para la capa de enlace.


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Figura 2.6. Arquitectura FDDI

Especificaciones de la capa fsica en FDDI

El estndar FDDI especifica una topologa en anillo operando a 100 Mbps. Seincluyen dos medios de transmisin:

Fibra ptica: que permite una distancia mxima de 2 Km.

Par trenzado: que puede ser apantallado de 100 Ohmios o no apantallado de

150 Ohmios. En ambos casos permite una distancia mxima de 100 mts.

Control de acceso al medio en FDDI

El protocolo de acceso al medio en FDDI es fundamentalmente el mismo queIEEE 802.5, existiendo dos diferencias principales:



confirmado

Anillo con paso de testigo

Fibra ptica

Par trenzado no Apantallado

Controldeenlace

l

icoLLC

Con

troldeacceso

al

medioMAC

Fsica

Topologa en Bus dual


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1. En FDDI, una estacin que espera un testigo lo toma cancelando la transmisindel mismo en cuanto reconoce que se trata de una trama de testigo y no

repitiendo como en 802.5.

2. En FDDI, una estacin que ha transmitido trama de datos libera un nuevotestigo en cuanto completa la transmisin, incluso si no ha comenzado a recibir supropia transmisin. A diferencia de la 802.5 en este caso no se espera el retornode su trama debido a que resultara demasiado ineficiente debido a las altasvelocidades que se manejan.

Trama MAC

La trama para el protocolo FDDI (ver figura 2.7) consta de las siguientes partes:

Prembulo: Sincroniza la trama con el reloj de cada estacin. La estacin queorigina la trama usa un campo de

Delimitador de comienzo (SD): indica el comienzo de la trama. Se codificacomo JK, donde tanto J como K son smbolos de no datos.

Control de trama (FC): tiene formato de bits CLFFZZZZ, donde C indica si latrama es sincrona o asncrona; L indica el uso de direcciones de 16 48 bits; FFindica si es una trama LLC, de control MAC o reservada. Para una trama decontrol, los 4 bits restantes indican el tipo de trama control.

Direccin de destino (DA): Especifica la estacin o estaciones a las que vadirigida la trama. Y puede ser una nica direccin fsica, de grupo multidestino ouna direccin de difusin. El anillo puede contener una mezcla de longitud dedireccin de 48 bits.

Direccin origen (SA): Especifica la estacin que envi la trama.

Informacin: contiene datos LLC o informacin relacionada con una funcin decontrol.

Secuencia de comprobacin de trama (FCS): Comprobacin de redundanciacclica de 32 bits referente a los campos FC, DA, SA y de informacin.

Delimitador de fin (ED): contiene un smbolo de no datos (T) y marca el final dela trama sin contar el campo FS.

Estado de trama (FS): contiene los indicadores de deteccin de error (E),direccin reconocida (A) y trama copiada (C). Cada indicador se representa


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mediante un smbolo, que es R para reinicio o falso, y S para activo overdadero.

Bits 64 8 8 16 48 16 48 >=0 32 4 1

a. Formato de Trama general

b. Formato de Trama Testigo

Figura 2.7 Formato de trama FDDI

El formato de la trama Testigo (figura 2.7 a) es el siguiente:

Prembulo: como en la anterior.

Delimitador de comienzo: como el anterior.

Control de trama (FC): Presenta el formato de bits 10000000 11000000 paraindicar que se trata de un testigo.

Delimitador de fin (ED): Contiene un par de de smbolos de no datos (T) como finde la trama de testigo.

Comparando la trama de la arquitectura FDDI con la 802.5 se puede observar que

son muy similares, la diferencia fundamental es el uso del prembulo en FDDIpara una mejor sincronizacin y velocidades mayores. Adems de ser compatiblescon direcciones tanto de 16 como de 48 bits lo que hace que sea mucho msflexible.

Prembulo SD FC DA SA Info FCS ED FS

Prembulo SD FC FS


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2.1.3 100 VG-AnyLAN

100VG-AnyLAN fue una arquitectura pensada para ser una ampliacin a 100Mbpsde la red Ethernet a 10Mbps y para administrar tipos de tramas IEEE 802.3.

Tambin proporciona compatibilidad con la trama IEEE 802.5 de redes en anillocon paso de testigo. 100VG-AnyLAN usa un nuevo esquema MAC, conocido comoprioridad de demanda, con el fin de determinar el orden en que los nodoscomparten la red. Dado que esta especificacin no utiliza CSMA/CD, ha sidonormalizada en el grupo de trabajo, IEEE 802.12, en lugar de permanecer en elgrupo 802.3.

Figura 2.8. Arquitectura 100VG-AnyLAN.

Especificacin de la capa fsica en 100VG-AnyLAN

Las versiones actuales de IEEE 802.12 requiere la utilizacin de cuatro parestrenzados no apantallados (UTP) empleando clase de 3, 4 5. Futuras versionesadmitirn tambin dos pares UTP de clase 5, par tranzado apantallado y cable defibra ptica. La razn de datos es de 100 Mbps en todos los casos.



confirmado

Rotacin circular con prioridad

Par trenzado no Apantallado100 Mbps

Controldeenlace

l

icoLLC

Controlde

acceso

almedio

MAC

Fsica

Topologa en Estrella fsica


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Codificacin de seal

Un objetivo clave en 100VG-AnyLAN era la consecucin de 100 Mbps paraseales corta haciendo uso de cable tradicional de voz (clase 3). La ventaja deeste hecho era que en mucho de los edificios existentes era abundante el cable devoz, y prcticamente inexistente otro tipo de cable. As se minimizaban los costesde instalacin y se puede utilizar el cable de clase 3.

Con la tecnologa que exista en el momento de la aparicin de esta arquitecturaera prcticamente imposible conseguir una razn de datos de 100 Mbps a travsde uno o dos pares de clase 3. Para alcanzar este objetivo 100VG-AnyLANespecifica un sistema de codificacin nuevo, que hace uso de cuatro pares para

transmitir datos en modo semiduplex, siendo necesaria, por tanto, slo una raznde datos de 25 Mbps a travs de cada canal para conseguir los 100 Mbps. Seutiliza el esquema de codificacin conocido como 5B6B.

Los datos que provienen de la capa MAC se pueden ver como una secuencia debits. Los bits de la secuencia se toman en grupos de cinco para construir unasecuencia de quintetos, y se pasan a los cuatro canales de transmisin siguiendola tcnica de transmisin circular. Despus, a cada quinteto se le aplica un sencilloalgoritmo de mezcla para incrementar el nmero de transmisin entre 0 y 1 ymejorar el espectro de la seal. Llegados a este punto, es posible transmitir deforma sencilla los datos usando NRZ. Sin embargo, segn el algoritmo de mezcla,

se usa un paso adicional de codificacin 5B6B para asegurar la sincronizacin ypara mantener el equilibrio de tensin continua.

Ya que la trama MAC se ha dividido entre los cuatro canales, se debe transmitir elcomienzo y el final de la trama en cada uno de los canales; ste es el objetivo delos generadores de delimitadores. Por ultimo, se emplea transmisin NRZ en cadacanal.

Topologa

La topologa de una red 100VG-AnyLAN es una estrella jerrquica. Laconfiguracin ms simple consta de un nico centro (hub) y varios dispositivosconectados. Son posibles estructuras ms complejas, en que existe un nicocentro raz y uno o ms centros de nivel 2; un centro de nivel 2 puede disponer decentros subordinados de nivel 3, y as sucesivamente hasta una profundidadarbitraria.


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Control de acceso al medio

El algoritmo MAC en 802.12 sigue un esquema de rotacin circular con dosniveles de prioridad. Describimos primero el algoritmo para una red con un nicocentro, pasando despus a describir el caso general.

Red con nico centro

Cuando una estacin de trabajo desea transmitir una trama, primero enva unapeticin al centro principal y despus espera permiso de ste para transmitir. Unaestacin debe asignar a cada peticin una prioridad normal o alta.

El centro principal chequea continuamente todos sus puertos antes de la

produccin de una peticin en forma circular. As, un centro con n puertos miraprimero la existencia de una peticin en el puerto 1, despus en el puerto 2, y assucesivamente hasta llegar al puerto n. Tras finalizar en el puerto n, el proceso decomprobacin comienza de nuevo en el puerto 1. El centro mantiene dos puertos:puntero de alta prioridad y otro de prioridad normal. Durante un ciclo completo, elcentro concede cada peticin de alta prioridad en el orden en que se produjo. Sien un momento dado no hay pendientes peticiones de alta prioridad, el centroatiende cualquier prioridad normal que detecte.

La secuencia de un evento es como sigue.

1. El centro activa ambos punteros del puerto 1 y comienza a comprobar. Laprimera prioridad detectada es del puntero 2. El centro concede esta peticin yanaliza el puntero de baja prioridad del puerto 3.

2. El puerto 2 transmite una trama de baja prioridad; el centro recibe esta trama yretransmite. Durante este periodo se generan dos peticiones de alta prioridad.

3. Una vez que se ha transmitido la trama del puerto 2, el centro comienza aconceder peticiones de alta prioridad siguiendo el esquema de rotacin,comenzando por el puerto 1 y continuando con el puerto 5. El puntero de altaprioridad se pone a la prioridad del puerto 6.

4. Despus que se complete una trama de alta prioridad del puerto 5 no existenpeticiones de alta prioridad pendiente, por lo que el centro vuelve a las peticionesde prioridad normal. Se ha recibido cuatro peticiones desde que se transmititrama de baja prioridad: de los puertos 2, 7, 3 y 6. Puesto que el puerto deprioridad normal se ha activado en el puerto 3, estas peticiones sern atendidasen el orden 3, 6, 7, 2 si no aparecen otras peticiones.

5. Se transmiten las tramas de los puertos 3, 6 y 7. Durante la transmisin de latrama 7, se recibe en una peticin de alta prioridad por el puerto 1 y una de


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prioridad normal por el puerto 8. El centro pone el puntero de prioridad normaligual que el puerto 8.

6. Puesto que las peticiones de alta de alta prioridad tienen preferencia, el puerto 1ser el siguiente en acceder.

7. Despus que la trama del puerto 1 se ha transmitido, el centro tiene pendientesdos peticiones de prioridad normal. La del puerto 2 es la que ms ha esperad; sinembargo, el siguiente en la rotacin circular es el puerto 8, por lo que seratendida su peticin, seguida de la del puerto 2.

Red jerrquica

En una red jerrquica, con el objeto de hacer uso de una red circular, todos lospuertos de los sistemas finales de todos los centros se tratan como un nicoconjunto de puertos. Los centros se configuran para cooperar en el chequeo de lospuertos en el orden adecuado. Dicho de otra forma, los centros se tratanlgicamente como un nico centro.

Figura 2.9. Ordenacin de puertos de una red 100VG-AnyLAN de dos niveles.

Centro raz de nivel 1

Centro de nivel 2 Centro de nivel 2

1-1 1-2 1-4

1-6 1-7

3-1 3-23-k

5-1 5-2 5-n

1 2 KA

B

1 2 n


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El orden se genera siguiendo una representacin en rbol de red (ver figura 2.9),en la que las ramas bajo cada nodo del rbol se establecen en orden creciente de

izquierda a derecha. Con este convenio, el orden de los puertos se generarecorriendo el rbol en la forma denominada recorrido preordenado, que se definerecursivamente como sigue:

1. visitamos el punto raz.2. recorremos los subrboles de izquierda a derecha.

Este mtodo de recorridos se conoce tambin como bsqueda de profundidad 1del rbol.

Consideremos ahora los mecanismos de acceso al medio y de transmisin de

tramasen una red jerrquica. Es necesario considerar varias contingencias. Enprimer lugar consideremos el centro raz. Este centro ejecuta los algoritmos derotacin circular de prioridad alta y baja de todos los dispositivos conectadosdirectamente. As, si hay pendientes una o ms peticiones de alta prioridad, elcentro atiende cualquier peticin de baja prioridad siguiendo la tcnica de rotacincircular. Si no hay peticiones pendientes de alta prioridad, el centro atiendecualquier peticin de baja prioridad siguiendo la misma tcnica. Cuando el centroraz concede una peticin se un sistema final directamente conectado, estesistema puede transmitir inmediatamente una trama. Cuando el centro razconcede una peticin de un centro de nivel 2 directamente conectado, el controlpasa al centro de nivel 2, pasando ste a llevar a cabo sus propios algoritmos de

rotacin circular.

Cualquier sistema final que se encuentre preparado para transmitir, enva unaseal de peticin al centro al que se encuentra conectado. Si el sistema estconectado directamen

R.L AVAZADAS

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