PROYECTO 1
Eje Problemico 1
¿Qué son y cuál es el origen e historia de las redes LAN, y que elementos la componen, para que sirven, como funcionan, como se implementan, como se prueban?
1. QUE SON LAS REDES LAN?
Una red de área local, o red local, es la interconexión de varios computadores y periféricos. (LAN es la abreviatura inglesa de Local Area Network, 'red de área local'). Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de hasta 100 metros. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc., para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen.
El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información. Es un servicio de conectividad privada para la transmisión de datos, eficiente, segura, flexible y con alta disponibilidad, ideal para clientes con múltiples sucursales o que requieran crear comunidades de negocio.
2. CUAL ES EL ORIGEN DE LAS REDES LAN?
Diciembre de 1957 marca un hito importante en el desarrollo de la informática (en especial de Internet), cuando en plena Guerra Fría, en respuesta al primer satélite soviético, el Departamento de Defensa (DoD) funda la ya mítica ARPA. Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación (Advanced Research Proyects Agency), para devolver a los EEUU la superioridad en el área de las aplicaciones militares de la informática.
Durante los años 60 y 70 se crearon muchas tecnologías de redes, cada una basada en un diseño específico de hardware. Algunas de estas redes, llamadas de aérea local LAN (Local Aérea Network), conectan equipos en distancias cortas (normalmente dentro del propio Campus de la Universidad), mediante cables y hardware específico instalado en cada equipo.
En 1960 el Departamento de Defensa ya poseía una red de computadoras uniendo sus centros estratégicos y de investigación (message-communication network, AUTODIN), aunque tenía conocidas deficiencias. En esta época, en la mitad de la Guerra Fría, el DoD se planteó si en caso de que un hipotético ataque nuclear quedara dañara la red de computadores, ¿Cómo seguiría comunicando el ejército americano con sus centros de misiles para una réplica?.
La solución a este problema vino de la mano de la RAND Corporation (otra agencia de investigación gubernamental). Fue una ampliación del concepto multiplexación antes aludido, y recibió el nombre de Conmutación de Paquetes ("Packet-switching" ). La base de la idea consiste en que la información a transmitir se fracciona en trozos. Además del fragmento de información a transmitir, se añaden etiquetas con información del origen del que partió, y del destino al que debe llegar, así como otros datos que permiten verificar que el paquete ha llegado íntegro, sin errores de transmisión, y de los diversos pasos que ha realizado de PC en PC hasta que alcanza su meta. El camino que tiene que tomar para alcanzar su destino es indiferente. No importa la ruta, dos paquetes con el mismo origen y destino pueden llegar por caminos distintos.
En 1967 el DoD consideraba las posibilidades de este sistema, la agencia ARPA estudia las posibilidades del IMP y empieza a cristalizar la idea de una red que concrete estas elucubraciones teóricas, a las que por esta época comienzan a referirse como "ARPA Contractor Machine-to-Machine Transmission" (lo que luego sería ARPANet).
Para dar respuesta concreta a estas cuestiones y planteamientos teóricos, en 1969 la Agencia ARPA crea ARPANet ("Advanced Research Proyect Agendy Network"), una red experimental de computadoras basada en la tecnología de conmutación de paquetes. ARPANet era un proyecto para interconectar los diversos tipos de redes y permitir el libre intercambio de información entre los usuarios, independientemente de las máquinas o redes que utilizaran. Para ello se agregaron unos equipos especiales, llamados enrutadores o encaminadores, que conectaban redes LAN y WAN de diferentes tipos. Los equipos interconectados necesitaban un protocolo común. El nuevo protocolo de red propuesto por ARPA se denominó NCP , y el sistema de esta red de redes interconectadas dio en llamarse Internet (de ahí su nombre).
La primera instalación real de una red de este tipo, se realizó dentro del edificio del Laboratorio Nacional de Física de Inglaterra en 1968. Pronto se construirían modelos mucho mayores. Muy poco
Una compañía de Cambridge ganó el concurso para construir los conmutadores de paquetes IMP que utilizaría la red. En el mes de septiembre llega a la universidad de UCLA el primer IMP (posteriormente esta universidad se convertía en el corazón de la comunidad Internet). Pocas semanas después llegaron IMPs a las universidades de Stanford (Stanford Research Institute, SRI); Santa Bárbara de California (UCSB); Universidad de California en Los Ángeles (UCLA), y la universidad de Utah en Salt Lake City. Cuando estos equipos estuvieron configurados, se conectaron a líneas telefónicas, y ARPANET empezó a funcionar con estos cuatro nodos en 1969.
El crecimiento CP/M y DOS basados en el computador personal significó que en un lugar físico existieran docenas o incluso cientos de computadores. La intención inicial de conectar estos computadores fue, generalmente, compartir espacio de disco e impresoras láser, pues eran muy caros en este tiempo. Había muchas expectativas en este tema desde 1983 y la industria informática declaró que el siguiente año sería “El año de las Lan”.
En realidad esta idea fracasó debido a la proliferación de incompatibilidades de la capa física y la implantación del protocolo de red, y la confusión sobre la mejor forma de compartir los recursos. Lo normal es que cada vendedor tuviera tarjeta de red, cableado, protocolo y sistema de operación de red. Con la aparición de Netware surgió una nueva solución, la cual ofrecía: soporte imparcial para los más de cuarenta tipos existentes de tarjetas, cables y sistemas operativos mucho más sofisticados que los que ofrecían la mayoría de los competidores. Netware dominaba el campo de las Lan de los computadores personales desde antes de su introducción en 1983 hasta mediados de los años 1990, cuando Microsoft introdujo Windows NT Advance Server y Windows for Workgroups.
De todos los competidores de Netware, sólo Banyan VINES tenía poder técnico comparable, pero Banyan ganó una base segura. Microsoft y 3Com trabajaron juntos para crear un sistema operativo de red simple el cual estaba formado por la base de 3Com's 3+Share, el Gestor de redes Lan de Microsoft y el Servidor de IBM. Ninguno de estos proyectos fue muy satisfactorio.
3. QUE ELEMENTOS LA COMPONEN, PARA QUE SIRVEN, COMO FUNCIONAN?
Los componentes básicos de una red, los cuales establecen los pilares básicos de todas las infraestructuras son:
Hardware de una red. Como parte fundamental de la red es evidente que los PC son la esencia de la misma, si los dejamos fuera, la red no tiene sentido alguno.
Los servidores serían aquellos en los cuales se centralizan todos los recursos físicos y lógicos, estos pueden ser accedidos y compartidos por todos aquellos usuarios que acceden a la red. Los servidores más importantes son:
o De ficheros.
o De impresión
o De comunicaciones
o De aplicaciones
o Acceso a internet (proxys, firewalls, sockets, etc.).
Las estaciones de trabajo (workstations) son realmente las que utilizan los usuarios para conectarse a la red, y más concretamente a los servidores, a todos los recursos disponibles y para los cuales tiene permiso. Normalmente estamos hablando de PC,s, los cuales ejecutan distintos sistemas operativos, estaciones de alto rendimiento (UNIX workstation), también terminales "no inteligentes", (Infowindows para AS/400, 3270, etc).
Los periféricos forman parte de todo el entramado físico de la red, y de suma importancia para la misma, en muchos casos admiten la conexión directa a la red, trabajando con los protocolos más extendidos, y proporcionando una inteligencia a la red considerable.
Generalmente cuando se habla de periféricos nos referimos a Discos, impresoras, librerías ópticas, modems, etc.
La inteligencia suprema en las redes: las tarjetas de red hacen posible la conexión de los ordenadores a la red, se encargan de proporcionar y gestionar el acceso al canal de comunicación, son dependientes de la máquina, del tipo de cableado y de la topología que se utiliza.
Los cables se utilizan para la interconexión de los equipos, el tipo de cable varia dependiendo de las distancias, el ancho de banda utilizado y las condiciones en las que se realizará la transmisión.
Los armarios de distribución de cableado (racks) se utilizan para para tener centralizadas las interconexiones de nuestra red, através de HUB,s, MAU,s, SWITCHES, PANELES de cableado etc.
Los dispositivos de conexión, los cuales nos permiten extender la red y poder sobrepasar las limitaciones que los cables nos imponen, también nos facilitan la creación de segmentos de red e interconexión de redes con distintas tecnologías, repetidores, switches, routers, etc.
Software de una red. Permiten, a través de un soporte lógico el correcto funcionamiento de la red, y lo constituyen una serie de elementos que por si solos no tendrían fundamento en el concepto de red.
El sistema operativo del servidor sería un componente crucial, puesto que pone su inteligencia a toda la gestión de los recursos disponibles en el sistema, los accesos por parte de los usuarios, la seguridad etc. El gran nucleo de toda esta inteligencia reside como no en el servidor, y una pequeña parte en las estaciones de trabajo.
El sistema operativo del cliente reside en las estaciones de trabajo y se encarga de hacer funcionar la misma, y proporcionar la conexión con el software de cliente.
El Software de cliente de red es la parte encargada de interceptar las llamadas realizadas al sistema operativo cliente y que están relacionadas con cualquier recurso remoto haciendo las peticiones correspondientes del servicio solicitado dependientes del sistema operativo del servidor.
El Controlador o driver de comunicaciones establece la unión entre la tarjeta de red y el software cliente, implementando el protocolo de comunicación a utilizar (nivel 3 OSI), añadiendo información en paquetes y enviándolos al driver de la tarjeta para su distribución.
El controlador de LAN es el interface entre la tarjeta de red y el controlador o driver de comunicaciones, trabaja a nivel de protocolo de enlace (nivel 2 OSI), es dependiente de la tarjeta de red utilizada para la estación de trabajo, y podríamos decir que es el que se comunica directamente con la tarjeta física.
Las Aplicaciones del cliente son de distintas clases y son las que utilizan normalmente los usuarios en su trabajo diario (Word, Lotus, Excel, Access, etc.)
El Software de comunicaciones proporciona los servicios de comunicaciones necesarios para la conexión de los nodos de la red, conexiones con puntos remotos, a mainframes, como pasarelas (gateways) encargadas de la conversión de formatos y protocolos, también como servidores de correo electrónico que permitan la interconexión con otras LAN,s etc.
Sistemas de peticiones en las LAN,S
El software cliente de red está residente en la memoria de la estación de trabajo, y es el encargado de la monitorización de las peticiones de acceso realizadas por una aplicación o usuario a los distintos servicios disponibles en la red (servidores de ficheros, impresión, comunicaciones, etc).
Si la petición es a nivel de estación de cliente, esta se pasa al sistema operativo local, pero si es remota el software cliente la intercepta y realiza una petición de servicio correspondiente al formato usado por sistema operativo del servidor, está petición se pasa al controlador de comunicaciones encapsulandola en un paquete, utilizando un protocolo de comunicaciones y este al driver de la tarjeta de red, convirtiendose en una trama recibida por la tarjeta física que realizará la transmisión de la misma através del canal de comunicación.
Cuando el servidor de red reciba la petición a un recurso se producirá la respuesta en el camino inverso.
1. COMO SE IMPLEMENTAN?
- TOPOLOGIA DE COBRE
Se hace a través de la red de cobre multipar y la tecnología G.SHDSL. Maneja velocidades predefinidas de: 64, 128, 192, 256, 384, 512, 1.024, 1.536 y 2.048 Kbps. Todos los puertos tienen acceso en cobre, El transporte lo hace la red MULTINET. Se requiere definir un puerto Multipunto. Se pueden presentar soluciones CON o SIN enrutamiento virtual, a criterio técnico del Operador de la Red.
- TOPOLOGIA DE FIBRA OPTICA
Se hace a través de la red de fibra óptica al cliente y la tecnología ADM - SDH
Maneja velocidades predefinidas de: 2, 4, 6, 8, 10, 20, 30, 48 y 96 Mbps. Todos los puertos tienen acceso en fibra óptica. El transporte lo hace la red SDH. Se requiere definir un puerto Multipunto. NO hay enrutamiento virtual.
- TOPOLOGIA HIBRIDA
Todos los puertos tienen acceso en cobre y fibra óptica.. NO se define un puerto Multipunto. Se requiere de enrutamiento virtual.
1. COMO SE PRUEBAN?
Requisitos Técnicos
Estar dentro de la zonas de cobertura de las tecnologías de acceso xDSL o ADM-SDH.Las redes LAN en las diferentes sedes deben estar en correcto funcionamiento y debe haber un amplio conocimiento de su topología y configuración. El CPE debe quedar conectado directamente a la red LAN (Swich, Hub o Router) o al Host a alcanzar. (NO debe conectarse a un Proxy).La instalación eléctrica para la alimentación del CPE debe tener polo a tierra. La temperatura ambiente del CPE no debe ser superior a los 25ºC.
Se debe garantizar la conectividad desde el CPE hacia las redes locales (LAN) que se deseen alcanzar, y si es el caso, el enrutamiento hacia otras redes remotas. El cliente debe manejar direccionamiento privado y permitir que el proveedor del Acceso haga NAT (Network Address Translation) en el ISP.
Si el cliente tiene servicios o servidores con direcciones IP públicas que se deseen conservar, se debe hacer estudio para verificar Port Forwarding a los mismos o el establecimiento de un circuito virtual permanente (PVC). Establecer si hay dos proveedores de Internet diferentes. Ancho de Banda adecuado a las aplicaciones que se utilizarán.
PARAMETROS DE PRUEBA.
- Mapa de Cableado, la prueba de cableado prueba y presenta las conexiones de los hilos entre los extremos lejano y cercano del cable en los cuatro pares. Se prueba continuidad de blindaje si se selecciona un tipo de cable blindado. Los pares que se prueban son aquellos que han sido definidos por la norma de prueba seleccionada.
- LONGITUD, esta mide la longitud de cada cable de par trenzado probado. La longitud se presenta en metros o pies. La pantalla de resultados de longitud muestra la longitud, el limite y el resultado aceptado o rechazado para cada par de cables. Es común encontrar una diferencia entre 2 y 5 por ciento en la longitud medida entre pares trenzados. Esta diferencia es a causa de la diferencia en la cantidad de trenzados en los pares de cables.
- ATENUACION (Insertion Loss)
La atenuación es originada por una pérdida de energía eléctrica en la resistencia del cable y por fuga de la energía a través del material aislante del cable. Esta pérdida de energía se expresa en decibeles.
Los valores más bajos de la atenuación corresponden a un mejor rendimiento del cable
- INTERFERENCIA E INTERFERENCIA DEL EXTREMO CERCANO (NEXT)
Es una transmisión de señales indeseables de un par de cables a otro par cercano. De igual forma que el ruido de fuentes externas, la interferencia puede causar problemas de comunicación en las redes. De todas las características de la operación de cables de LAN, la interferencia es la que tiene el mayor efecto en el rendimiento de la red.
La herramienta de prueba mide la interferencia aplicando una señal de prueba a un par de cables y midiendo la amplitud de la señales de interferencia que se reciben en el otro par de cables, El valor de la interferencia se calcula como la diferencia de amplitud entre la señal de prueba y la señal de interferencia al medirse desde el mismo extremos del cable. Esta diferencia se denomina interferencia del extremo cercano (NEXT) y se expresa en decibeles. Los valores más altos de la NEXT corresponden a menos interferencia y un mejor rendimiento del cable
- PERDIDA DE RETORNO (Return Loss)
Es la diferencia entre la potencia de la señal transmitida y la potencia de las reflexiones de la señal causadas por las variaciones en la impedancia del cable. Un valor alto de pérdida de retorno significa que las impedancias son casi iguales, lo que da como resultado una gran diferencia entre las potencias de las señales transmitidas y reflejadas
Los cables con valores altos de pérdida de retorno son eficientes para transmitir señales de LAN porque se pierde muy poco de señal en reflexiones.
- ACR.
ACR (la razón de la atenuación a la interferencia) es la diferencia entre la NEXT en decibeles y la atenuación en decibeles. El valor de la ACR indica como se compara la amplitud de las señales recibidas de extremo lejano del transmisor con la amplitud de la interferencia propucida por transmisiones del extremo cercano. Un valor de ACR significa que las señales recibidas son mucho mas grande que la interferencia .En términos de la NEXT y de valores de atenuación, un valor alto de ACR corresponde a una NEXT alta y una atenuación baja.
- RETARDO.
La velocidad nominal de propagacion (NVP) es la velocidad de una señal por el cable relativa a la velocidad de la luz. En el vacio , las señales electricas viajan a la velocidad de la luz. En el cable , las señales viajan a una velocidad menor a la de la luz. La velocidad es una señal electrica en un cable es por lo generalentre el 60% y 80% de la velocidad de la luz.
Si la NVP de un cable esdemasiado lenta o el cable es demaciado largo, las señales se demoran y el sistema no puede detectar las colisiones lo suficientemente pronto para prevenir graves problemas en la red.
- SESGOS DEL RETARDO
Son las diferencias en los retardos de propagación entre los retardos más cortos y los retardos de los demás pares de cables.
TENER EN CUENTA PARA DISEÑAR UNA RED LAN
· Cableado Horizontal
· Cableado del backbone
· Cuarto de telecomunicaciones
· Cuarto de entrada de servicios
· Sistema de puesta a tierra
· Atenuación
· Capacitancia
· Impedancia y distorsión por retardo
DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE UN CABLEADO ESTRUCTURADO TÍPICO
ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO
La administración del sistema de cableado incluye la documentación de los cables, terminaciones de los mismos, paneles de parcheo, armarios de telecomunicaciones y otros espacios ocupados por los sistemas. La norma TIA/EIA 606 proporciona una guía que puede ser utilizada para la ejecución de la administración de los sistemas de cableado. Los principales fabricantes de equipos para cableados disponen también de software específico para administración.
Resulta fundamental para lograr una cotización adecuada suministrar a los oferentes la mayor cantidad de información posible. En particular, es muy importante proveerlos de planos de todos los pisos, en los que se detallen:
1.- Ubicación de los gabinetes de telecomunicaciones
2.- Ubicación de ductos a utilizar para cableado vertical
3.- Disposición detallada de los puestos de trabajo
4.- Ubicación de los tableros eléctricos en caso de ser requeridos
5.- Ubicación de pisoductos si existen y pueden ser utilizados
ELABORADO POR: DANIEL ARANGO RIOS
ESTEBAN SALAZAR MONTOYA
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