Descripción de las tecnologías más populares para la creación de redes (II)

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LO BÁSICO DE ETHERNET Y REDES

Protocolos

Después de establecer una conexión física, los protocolos de red definen los estándares que permiten a los computadores comunicarse entre sí. Un protocolo establece las normas para codificar especificaciones para enviar datos. Esto define cómo identificar a los computadores entre sí, la forma como los datos estarán en tránsito, y cómo esta información se procesa una vez se alcance su destino final. Los protocolos también definen procedimientos para determinar el tipo de control de error que, el método de compresión de datos, si son necesarios; además el dispositivo de envío indicará que ha terminado de enviar un mensage, y cómo el dispositivo receptor indicará que ha recibido un mensaje, y el manejo de transmisiones o paquetes dañados. 

Los principales protocolos de red utilizados actualmente son: TCP/IP (para UNIX, Windows NT, Windows 95 y otras plataformas); IPX (para Novell NetWare); DECnet (para computadores de Digital Equipment Corp.); AppleTalk (para computadores Macintosh), y NetBIOS/NetBEUI (para redes LAN Manager y Windows NT networks).

Aunque cada protocolo de red es diferente, comparten el mismo cableado físico. Este método común de acceder a la red física permite que múltiples protocolos coexisten en los medios de red, y permitan al constructor de una red usar hardware común para una variedad de protocolos. Este concepto se conoce como "independencia de protocolo", lo cual indica que dispositivos son compativles en capas de enlaces de datos y físicos que permiten al usuario hacer funcionar muchos protocolos diferenes sobre el mismo medio.

Modelo de interconexión del sistema abierto:

El modelo Open System Interconexión (OSI) especifica cómo disimilares son los dispositivos de computación tales como las Network Interface Cards (NICs), puentes y datos de intercambio de routers sobre una red ofrecen un marco de red para implementar protocolos en siete capas. Comenzando en la capa de aplicación, el control se pasa de una capa a la siguiente. Las siete capas del modelo OSI son las siguientes:

• Capa 7: Aplicación. Esta capa soporta la aplicación y los procesos del usuario final. Dentro de esta capa, se considera la privacidad del usuario y se identifican las restricciones, partner de comunicación y restricciones.
• Capa 6: Presentación (Syntax). Dentro de esta capa, la información se traslada atrás y adelante entre formatos de red y aplicación.
• Capa 5: Sesión. En esta capa, se hacen las conexiones entre aplicaciones, se gestionan y terminan en lo que sea necesario para intercambio de datos entre aplicaciones a cada final de un diálogo.
• Capa 4: Transporte. La transferencia de datos completa se asegura cuando la información se transfiere transparentemente entre sistemas en esta capa. La capa de transporte también asegura un control del flujo apropiado y recuperación del error end-to-end.
• Capa 3. Red. Usando tecnologías de conmutación y enrutado, esta capa es responsable de crear circuitos virtuales para transmitir información de nodo a nodo. Otras funciones incluyen routing, forwarding, addressing, internetworking, control de congestión y error, y secuenciación de paquetes.
• Capa 2. Enlace de datos. La información en paquetes de datos se codifica y decodifica en bits dentro de esta capa. Esta capa consiste en dos subcapas: la Media Access Control (MAC) layer, que controla la forma como los computadores en red ganan acceso a datos y los transmiten, y el Logical Link Control (LLC) layer, que controla sincronización de estructura, control del flujo y control de errores.
• Capa 1. Física. Esta capa permite al hardware enviar y recibir datos sobre un transportador, tal como cableado, tarjetas u otros medios físicos. Fast Ethernet, RS232 y ATM son protocolos dentro de los componentes de la capa física.

Código de Ethernet estándar

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Para comprender el código de Ethernet, debemos conocer el significado de cada dígito: 

• 10 al comiento significa que la red opera a 10Mbps. 
• BASE significa que el tipo de señal utilizada es banda base. 
• 2  o 5 al final indica la máxima longitud de cable en metros. 
• T al final para cable de par trenzado. 
• X al final para cable full duplex. 
• FL al final para cable de fibra óptica.

Medios

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Una parte importante del diseño e instalación de Ethernet es seleccionar el medio de Ethernet apropiado. Hay cuatro tipos principales de medios en uso hoy en día. Coaxial grueso (thickwire) para redes 10BASES; coaxial delgado para redes de 10BASE2; cable de par trenzado no apantallado (UTP) para redes de 10BASE-T; y fibra óptica para 10BASE-FL o enlaces entre repetidores de fibra óptica (FOIRL). Esta amplia variedad de medios refleja la evolución de Ethernet y nos señala la flexibilidad de esta tecnología. Es importante indicar que cada tipo de Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet, tienen sus tipos de medios preferidos.

Los más comunes son 10BASE-T y 100BASE-TX, que usan cable trenzado no apantallado UTP. Es similar al cable de telefónico y viene en una gran variredad de grados para obtener mejor rendimeitno. El rendimiento más alto es el conseguido con el nivel 5, que ofrece soporte para transmitir hasta 100 Mbps. Los niveles 4 y 3 son menos caros, pero no pueden soportar las mismas velocidades; el nivel 4 soporta velocidades de hasta 20 Mbps; el nivel 3 hasta 16 Mbps. El 100BASE-T4 standard permite soportar 100 Mbps Ethernet sobre cables de nivel 3.

Para aplicaciones especializads, son populares los segmentos de Ethernet, fibra óptica o 10BASE-FL. El cable de fibra óptica es más caro, pero es muy valioso en situaciones donde son una preocupación las emisiones electrónicas y los riesgos ambientales. Los cables de fibra óptica se usan a menudo en aplicaciones dentro del edificio para aislar equipos de red del daño eléctrico causado por la iluminación. Debido a que no conduce la electricidad, el cable de fibra óptica puede ser útil en áreas donde hay presentes interferencias electromagnéticas. El estándar de Ethernet permite a los segmentos de cable de fibra óptica de hasta dso kilómetros de longitud, haciendo a Ethernet de fibra óptica perfecto para conectar nodos y edificios que de otra forma no serían alcanzables con medios de cobre.

Topología

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La topología de red es la disposición geométrica de nodos  y conexiones de cable en una LAN. Se usan dos configuraciones básicas, bus y estrella. Estas dos topologías definen la forma como los nodos se conectan entre sí en una red de comunicaciones. Un nodo es un dispositivo activo conectado a la red, tal como un computador o impresora. Un nodo puede también ser una pieza de un equipo de red tal como un terminal, un switch o un router.

Una topología de bus consiste en nodos conectados entre sí en un cable largo o bus. Muchos nodos pueden aprovechar el bus y comenzar la comunicación con otros nodos en ese segmento de cable.

Topologías más comunes

10BASE-T Ethernet y Fast Ethernet usan una topología en estrella donde el acceso es controlado por una computadora central. Generalmente un computador se localiza en el extremo del segmento, y el otro extremo finaliza en un terminal o un switch. Debido a que UTP a menudo funciona en conjunción con el cableado de teléfono, esta localización central puede ser un teléfono cerrado u otras áreas donde sea conveniente conectar el segmento UTP a un eje central. La principal ventaja de estas redes es su fiabilidad, ya que si se rompe un segmento punto a punto; sólo afectará a los dos nodos que lo unen.

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Colisiones

Ethernet es un medio compartido, por lo que hay normas para enviar paquetes de datos, eludir conflictos y proteger la integridad de los datos. En los nodos se determina cuando la red está disponible para enviar paquetes. Pero una colisión puede ocurrir cuando dos o más nodos desde diferentes localizaciones intentan enviar datos al mismo tiempo. En ese caso se produce una colisión entre pequetes.

Uno de los objetivos esenciales del dieño de redes es prevenir las colisiones, que se incrementan a menudo como resultado de demasiados usuarios en la red. Esto origina competencia por el ancho de banda de la red y puede ralentizar el rendimiento de la red. Segmentar la red es una forma de reducir redes sobreutilizadas.

Para reducir las colisiones, internet utiliza el protocolo Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). CSMA/CD es un tipo de protocolo de contención que define cómo responder cuando se detecta una colisión, o cuando dos dispositivos intentan transmitir paquetes simultáneamente.

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Palabras clave: Thickwire, thin coax, unshielded twisted pair, Fiber-Optic Inter-Repeater Link (FOIRL)