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Redes LAN
 

AL FINAL DE ESTE MODULO USTED ESTARÁ EN CAPACIDAD DE:

  • Entender qué es una red.
  • Conocer que tipos de redes existen y cuales son sus características.
  • Identificar que tipos de cables hay y cuales son los mas utilizados.
  • Conocer los diferentes tipos de Topología, sus características y diferencias.
  • Configurar paso a paso una red LAN.
  • Administrar de la manera correcta una red LAN.
Temas
  1. Conceptos Básicos y Caracteristicas de Las redes
  2. ¿Qué es una red?
  3. Red de àrea local (LAN)
  4. Red de área Metropolitana / Metropolitan Area Network (MAN)
  5. Redes de àrea extensa (WAN)
  6. El Cableado de La Red
  7. Conector UTP
  8. Cable de fibra óptica
  9. Redes LAN sin cableado
  10. Principales Tipos de Topologías
  11. Topología de Bus / Linear Bus
  12. Topología de estrella / Star
  13. Topología de Arbol / Tree
  14. Configuración de una Red LAN
  15. Administración de una Red LAN
 

1.4.1 CONCEPTOS BÁSICOS Y CARACTERÍSTICAS DE LAS REDES

¿Qué es una red?

Una red consiste en dos o más computadores unidas que comparten recursos (ya sea archivos, CD-ROM´s o impresoras) y que son capaces de realizar comunicaciones electrónicas. Las redes pueden estar unidas por cable, líneas de teléfono, ondas de radio, satélites, etc...
La clasificación básica de redes es:

  • Red de Area Local / Local Area Network (LAN)
  • Red de Area Metropolitana / Metropolitan Area Network (MAN)
  • Red de Area Extensa / Wide Area Network (WAN)

Red de área local (LAN)

Se trata de una red que cubre una extensión reducida como una empresa, una universidad o un colegio. No habrá por lo general dos computadores que disten entre sí más de un kilómetro.

Una configuración típica en una red de área local es tener un computador llamado servidor de archivos en la que se almacena todo el software de control de la red así como el software que se comparte con los demás computadores de la red. Los computadores que no son servidores de archivos reciben el nombre de estaciones de trabajo. Estos suelen ser menos potentes y suelen tener software personalizado por cada usuario. La mayoría de las redes LAN están conectadas por medio de cables y tarjetas de red, una en cada equipo.
Red de área Metropolitana / Metropolitan Area Network (MAN)

Red de área Metropolitana / Metropolitan Area Network (MAN)

Las redes de área metropolitana cubren extensiones mayores como puede ser una ciudad o un distrito. Mediante la interconexión de redes LAN se distribuye la información a los diferentes puntos del distrito. Bibliotecas, universidades u organismos oficiales suelen interconectarse mediante este tipo de redes.
Redes de área extensa (WAN)

Redes de àrea extensa (WAN)

Las redes de área extensa cubren grandes regiones geográficas como un país, un continente o incluso el mundo. Cable transoceánico o satélites se utilizan para enlazar puntos que distan grandes distancias entre sí.
Con el uso de una WAN se puede contactar desde Colombia con Japón sin tener que pagar enormes cuentas de teléfono. La implementación de una red de área extensa es muy complicada. Se utilizan multiplexadores para conectar las redes metropolitanas a redes globales utilizando técnicas que permiten que redes de diferentes características puedan comunicarse sin problemas. El mejor ejemplo de una red de área extensa es Internet.

1.4.2 EL CABLEADO DE LA RED


El cable es el medio a través del cual fluye la información a través de la red. Hay distintos tipos de cable de uso común en redes LAN. Una red puede utilizar uno o más tipos de cable, aunque el tipo de cable utilizado siempre estará sujeto a la topología de la red, el tipo de red que utiliza y el tamaño de esta.
Estos son los tipos de cable más utilizados en redes LAN:

  • Cable de par trenzado sin blindar / UTP Unshielded twisted pair
  • Cable de par trenzado blindado / STP Shielded twisted pair
  • Cable coaxial, Cable de fibra óptica
  • LAN´s sin cableado
  • Cable de par trenzado sin blindar / Unshielded Twisted Pair (UTP) Cable

Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con blindaje pero la variante sin blindaje suele ser la mejor opción para una PYME.


La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las gradaciones van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100Megabytes por segundo.

Conector UTP


El estándar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estandar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.


Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las interferencias eléctricas. Para entornos con este problema existe un tipo de cable UTP que lleva blindaje, esto es, protección contra interferencias eléctricas. Este tipo de cable se utiliza con frecuencia en redes con topología token ring.

Cable de fibra óptica


El cable de fibra óptica consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. Lo que se transmite no son señales eléctricas sino luz con lo que se elimina la problemática de las interferencias. Esto lo hace ideal para entornos en los que haya gran cantidad de interferencias eléctricas. También se utiliza mucho en la conexión de redes entre edificios debido a su inmunidad a la humedad y a la exposición solar.

 
Con un cable de fibra óptica se pueden transmitir señales a distancias mucho mayores que con cables coaxiales o de par trenzado. Además, la cantidad de información capaz de transmitir es mayor por lo que es ideal para redes a través de las cuales se desee llevar a cabo videoconferencia o servicios interactivos. El coste es similar al cable coaxial o al cable UPT pero las dificultades de instalación y modificación son mayores. En algunas ocasiones escucharemos 10BaseF como referencia a este tipo de cableado. En realidad estas siglas hablan de una red Ethernet con cableado de fibra óptica.



Cable de fibra óptica

Características:

  • El aislante exterior está hecho de teflón o PVC.
  • Fibras Kevlar ayudan a dar fuerza al cable y hacer más difícil su ruptura.
  • Se utiliza un recubrimiento de plástico para albergar a la fibra central. El centro del cable está hecho de cristal o de fibras plásticas.

Redes LAN sin cableado


Además de estos hay también medios inalámbricos de transmisión. Cada uno usa una banda de frecuencias en alguna parte del espectro electromagnético. Las ondas de longitudes más cortas tienen frecuencias más altas, y así apoyan velocidades más altas de transmisión de datos. Este tipo de conexión está especialmente indicada para su uso con portátiles o para edificios viejos en los que es imposible instalar un cableado.
Las desventajas de este tipo de redes son sus altos costos, su susceptibilidad a las interferencias electromagnéticas y la baja seguridad que ofrecen. Además son más lentas que las redes que utilizan cableado AC.

Presentación de redes Inalámbricas


Desde hace relativamente poco tiempo, se está viviendo lo que puede significar un revolución en el uso de las tecnologías de la información tal y como lo conocemos. Esta revolución puede llegar a tener una importancia similar a la que tuvo la adopción de Internet por el gran público.

De una forma callada, las redes inalámbricas o Wireless Networks (WN), se están introduciendo en el mercado de consumo gracias a unos precios populares y a un conjunto de entusiastas, mayoritariamente particulares, que han visto las enormes posibilidades de esta tecnología.

Las aplicaciones de las redes inalámbricas son infinitas. De momento van a crear una nueva forma de usar la información, pues ésta estará al alcance de todos a través de Internet en cualquier lugar (en el que haya cobertura).

En un futuro cercano se reunificarán todo aquellos dispositivos con los que hoy contamos para dar paso a unos nuevos que perfectamente podrían llamarse Terminales Internet en los cuales estarían reunidas las funciones de teléfono móvil, agenda, terminal de vídeo, reproductor multimedia, computador portátil y un largo etcétera.

Se podría dar lugar a una Internet paralela y gratuita la cual estaría basada en las redes que altruistamente cada uno de nosotros pondríamos a disposición de los demás al incorporarnos a las mismas como destino y origen de la información.

En un futuro también cercano la conjugación de las redes Mesh, con las redes inalámbricas y las redes Grid podría llevar a cabo al nacimiento de nuevas formas de computación que permitan realizar cálculos inimaginables hasta ahora debido a las necesidades HW de las que eran objeto. En las grandes ciudades por fin se podría llevar a cabo un control definitivo del tráfico con el fin de evitar atascos, limitando la velocidad máxima y/o indicando rutas alternativas en tiempo real.

Las tecnologías que son necesarias para llevar a cabo estos sistemas hoy existen desde ayer, su precio es mínimo o al menos muy asequible y su existencia mañana sólo depende de las estrategias comerciales de las empresas que las poseen.

Antes de echar la imaginación a volar es necesario tener un cierto conocimiento sobre la tecnología que va a ser la base de estas aplicaciones, sobre las redes inalámbricas. Vamos entonces a intentar describir las mismas.

Historia de redes Inalámbricas


El movimiento wireless surge en EUA por la liberación de la banda de 2.4 GHz, y la aparición del protocolo 802.11.b. Además del campo corporativo, donde los ambientes inalámbricos son cada vez más comunes, el acceso sin cables a Internet ya está disponible en muchos lugares públicos a través de puntos llamados HotSpots.
Los HotSpots son puntos públicos de conexión sin cables a Internet que se ubican en sitios públicos como universidades, cafeterías, hospitales y aeropuertos para proveer acceso a dispositivos habilitados para ello. En realidad, un Hot Spot no es otra cosa que una LAN o parte de ella.

En la actualidad existen 40mil HotSpots en toda Europa y se espera que en el 2005 sean más de 90mil, según datos de Mercanet.com. En América Latina hay iniciativas importantes para otorgar este servicio.

Existen dos alternativas líderes en la industria que son Homero y Wi-Fi (IEEE 802.11b). De estas 2 la Wi-Fi es la más apoyada en la industria, ya que es la elegida para resolver necesidades empresariales y puntos de conexión públicos, a diferencia de Homero que está diseñada para conexión sin cables dentro del hogar.

La alianza Wi-Fi (formalmente WECA o Wireless Ethernet Compatibility Alliance) se ha dedicado a certifficar y garantizar la interoperabilidad entre múltiples proveedores de 802.11b. Una vez que los estándares para comunicaciones inalámbricas fueron establecidos, el acceso a Internet sin cableado se desarrollo con éxito.

Después de probar radios de corto alcance para notebooks y PDA, las grandes empresas decidieron emplear sistemas de largo alcance Wi-Fi, para distribución de archivos y correo electrónico.

En la actualidad, la alianza Wi-Fi, creada en 1999 sin fines de lucro, tiene 202 empresas miembro en todo el mundo y más de 800 productos que han recibido la certificación 802.11 o Wi-Fi (i.org). www.wi-fi

Las redes inalámbricas pueden ser configuradas de distintas formas para cubrir la mayor parte de las necesidades que permite su especial fisonomía.


RECOMENDACIÓN: Se recomienda altamente que se opte por esta solución ya que ofrece ventajas como las siguientes:
  • Portabilidad: En caso de traslado del Aula a otro local por alguna razón, el administrador de la sala lugar puede simplemente desconectar los equipos de la Red eléctrica, e irse para otro lado. En el caso de las redes de cableado estructurado, la instalación que se haya hecho, podríamos decir que se pierde ya que se necesitaría un local de exactamente las mismas características para que el cableado sea útil.
  • Economía: En sus inicios, las redes WL eran un lujo al que no todos podían acceder. Hoy en día, para dar un ejemplo, se puede optar por una red WL, a un costo que esta por debajo de la instalación de la red de cableado estructurado. Un costo típico de una red de cableado contra una Red WL, se puede ver así: (Ver tabla pagina siguiente)

ITEM
Red de cableado estructurado
Red Inalámbrica o WL
Estudio Técnico para instalación
Necesario, y requiere una equipo de personas expertas.
Lo único que se necesita es saber que no debe haber interferencias magnéticas.
Instalación Física
Requiere un equipo de personas expertas.
1 sola persona lo puede hacer.
Tiempo de ejecución del trabajo
(se toma un ejemplo de un aula
de 13 PC incluido el PC servidor)
Si Se trabaja 8 horas diarias, en 4 días se puede tener la solución completa, con un equipo de 3 personas.

El tiempo empleado es el de poner las Tarjetas de Red inalámbricas en las computadoras. 1 Sola persona toma de 3 a 4 horas.
Costo
Para 13 puntos de acceso, el promedio del costo, incluida la mano de obra esta entre USD$ 1.500 a USD$ 2.000, mas el HUB o concentrador, 100 dólares, total, entre 1.600 y 2.100 dólares.
Para 13 puntos de Acceso, el costo de las Tarjetas inalámbricas para los PC es de USD$ 800. El concentrador cuesta unos 150 dólares, Total, USD 950.
Escalabilidad
Ninguna, si se requiere conectar un PC mas a la red, se requiere un técnico que haga la adición del cableado, y la toma de red. Esto genera costos de materiales y mano de obra.
Puede conectar todos los PC que se requieran, con solo poner la tarjeta de red inalámbrica en el PC.
Portabilidad
Prácticamente Nula.
100% portátil.
Seguridad
Alta, ya que se requiere estar conectado físicamente a la red, para utilizar sus servicios.
Cuenta con protocolos de seguridad que asemejan a la seguridad de las redes físicas.
Velocidad de Transmision
Alta y en principio no depende de la distancia.
No tan rápida, y depende de la distancia, de manera inversa.

INFRAESTRUCTURAS

Las redes inalámbricas se construyen con base en dos variantes. Estas son llamadas de distintas formas: administradas y no administradas, hosted y de punto a punto (peer-to-peer), de infraestructura y de ad-hoc.

La variante de infraestructura extiende una red cableada a dispositivos inalámbricos y proporciona una estación base llamada punto de acceso (Access Point). Este se une a las redes inalámbricas cableadas y actúa como un controlador central para la conexión sin cables. El punto de acceso coordina la transmisión y la recepción de múltiples dispositivos inalámbricos dentro de un rango específico. En el modo de infraestructura puede haber varios puntos de acceso para cubrir un área grande o sólo un punto único para áreas pequeñas como alguna casa o edificio pequeño.

En la variante ad-hoc se crea una rede LAN únicamente por los dispositivos inalámbricos mismos, sin controlador central o punto de acceso. Cada dispositivo se comunica directamente con los demás dispositivos en la red, en lugar de que sea a través de un controlador central. Esto es útil en lugares donde pequeños grupos de PC pueden congregarse y no se necesita acceso a otra red.

ALGUNOS ESTÁNDAR

802.11 es un estándar desarrollado por el instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) para las LAN inalámbricas. Estas son las versiones.

802.11a: Este es un estándar para LAN inalámbricas que Funciona en el rango de frecuencias de 5 GHz, con 54 Mbps de velocidad. Cubre entre 30 y 300 metros si no hay muros y obstáculos.

80211b: Es un estándar para LAN inalámbricas que funciona en el rango de frecuencias de 2,4 GHz con un ancho de banda de 11 Mbps. Es la frecuencia para hornos de microondas, teléfonos inalámbricos y dispositivos Bluetooth. Alcanza 460m en espacio libre.

802.11g: Transferencia de datos superior a los 54 Mbps, comparados con los 11Mb correspondientes al actual 802.11b.

1.4.3 PRINCIPALES TIPOS DE TOPOLOGÍAS

Topología de Bus / Linear Bus


Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se "cuelgan" todos los elementos de una red. Todos los Nodos de la Red están unidos a este cable. Este cable recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como LocalTalk pueden utilizar esta topología.



Topología de Bus

Ventajas de la topología de Bus

  • Es fácil conectar nuevos nodos a la red.
  • Requiere menos cable que una topología estrella.

Desventajas de la topología de Bus

  • Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.
  • Se requieren terminadores.
  • Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae".
  • No se debe utilizar como única solución en un gran edificio.

Topología de estrella / Star


En una topología estrella todos y cada uno de los nodos de la red se conectan a un concentrador o hub. Esta es la topología empleada para las Redes LAN del proyecto.

Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador. Este controla realiza todas las funciones de red además de actuar como amplificador de los datos. Esta configuración se suele utilizar con cables de par trenzado aunque también es posible llevarla a cabo con cable coaxial o fibra óptica.

Tanto Ethernet como LocalTalk utilizan este tipo de tipología.


Tipología estrella

Ventajas de la topología de estrella

  • Gran facilidad de instalación.
  • Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.
  • Facilidad para la detección de fallo y su reparación.

Inconvenientes de la topología de estrella

  • Requiere más cable que la topología de bus.
  • Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados.
  • Se han de comprar hubs o concentradores.
 
 
 
 
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