4.1.- Elementos de interconexión.
Los elementos de interconexión se refieren a los equipos que permiten conectar equipos en una red local o red extensa. Una forma de clasificar a los equipos de interconexión es teniendo en cuenta el nivel en el que trabajan tomando como referencia el modelo OSI.
- En el nivel 1 o nivel físico tenemos:
Tarjetas de red: cableadas o inalámbricas. Permiten conectar los equipos a la red.
Concentradores o hubs: Son un dispositivo que permiten conectar varios ordenadores, pero lo realiza de forma no inteligente, pues envía la información a todos los ordenadores, sin regular el tráfico. Como analogía, es como si un cartero no supiera localizar a un destinatario, y enviara una copia de la carta a todo el mundo, siendo labor del destinatario, ver si esa carta era para él o no.
La mayor eficiencia de los switches y su bajo coste, ha hecho desaparecer la venta de hubs.
Repetidores: pueden ser locales o remotos, y su función es repetir la señal para regenerarla y/o amplificarla. - En el nivel 2 o nivel de enlace de datos tenemos:
Conmutadores o switches: Son un dispositivo que permiten conectar varios ordenadores, pero de forma inteligente (al contrario que un hub), ya que sólo se envía la información al ordenador que la necesita. De esta forma el tráfico es mucho más rápido que con un hub. También se dice que conectan segmentos y ordenadores de la misma red.
Puentes o bridges: conectan subredes, transmitiendo de una a otra el tráfico generado no local.
Puntos de acceso: se encargan de conectar elementos inalámbricos entre sí, y de permitir el acceso de dispositivos inalámbricos a redes cableadas. - En el nivel 3 o nivel de red:
Enrutadores o routers: se encargan de conectar redes diferentes. Su principal uso está en la conexión a Internet, ya que permite que redes de área local puedan conectarse a Internet. Como une redes diferentes, necesita al menos dos direcciones IP, una para cada red. Por ejemplo, los router que nos ofrecen las compañías telefónicas, trabajan con dos IP, una de ellas está en la red del operador telefónico, que llamamos nuestra IP externa, porque es la dirección con la que nos ven desde fuera, y la otra está en la red interna en nuestras casas, llamada IP interna. - En los niveles superiores:
Pasarelas: suele denominarse pasarelas a los equipos de interconexión que trabajan en los niveles superiores del modelo OSI. Existen diferentes tipos de pasarelas, podemos tener las que se encargan de conectar redes con tecnologías diferentes, las que facilitan el control de acceso a una red, la que controlan los acceso no autorizados. Según su función pueden también ser servidores, cortafuegos, etc.
Se va a profundizar en los elementos más utilizados: tarjeta de red, switch y router.
2.1. Tarjetas de red y direccionamiento MAC
Una tarjeta de red o adaptador de red trabaja en nivel 1 de OSI o nivel físico. A las tarjetas de red también se les llama NIC (Network interface card, “Tarjeta de interfaz de red”)
La función principal de una tarjeta de red es la de permitir la conexión del ordenador a la red. Todas las tarjetas de red tienen la dirección MAC compuesta de 48 bits o 12 cifras hexadecimales y se le conoce como dirección física y es única en el mundo.
Las tarjetas de red pueden conectarse al equipo utilizando alguna ranura de expansión como el PCI-Express, utilizando el USB o estar integradas en la placa base.
Las tarjetas de red tienen una velocidad de transferencia máxima, siendo las actuales de 100 Megabit/seg (Fast Ethernet) o 1000 Megabit /seg = 1Gigabit /seg (Gigabit-ethEthernet)
Estas velocidades coinciden con las velocidades de los cables de par trenzado de categoría 5 y categoría 5e respectivamente.
La instalación y configuración de la tarjeta dependerá del sistema operativo, pero en general, necesitaremos que tenga configurada una dirección IP, una máscara de red y una puerta de enlace. Estos conceptos se estudiarán en los últimos libros de esta unidad.
2.2. Conmutadores o switches
El conmutador o switch es un elemento de interconexión que trabaja en capa 2 o nivel de enlace de datos, permite conectar dos o más segmentos de red. El conmutador nos permite conectar diferentes ordenadores para que puedan conectarse entre sí, y que éstos tengan acceso a otros segmentos de red.
El conmutador funciona almacenando las direcciones MAC de los ordenadores que están conectados a él y de los dispositivos que se encuentran en cada segmento. Gracias a ello es capaz de conectar un ordenador con otro de forma eficiente, sin necesidad de enviar la información a toda la red (al contrario que el hub, justo por eso el hub es de nivel 1, mientras que el switch es de nivel 2)
Esta característica es la que hace que el switch sea el elemento principal de interconexión en las redes de área local con topología en estrella.
En la imagen, se puede ver un switch central, al que se conectan otros 2 switch, y a cada uno de ellos dos equipos.
2.3. Enrutadores o routers
El enrutador o router trabaja en la capa 3, capa de red del modelo OSI. Es el equipo de interconexión que se encarga de conectar dos o más redes diferentes. En la imagen se ve el icono con el que se representa un router.
Cada interfaz del router se conectará a una red diferente. Necesitan una configuración inicial, para guardar la dirección IP de cada interfaz o puerto, y su máscara de red. También se pueden configurar servidores DNS y si se admiten direcciones IP dinámicas (protocolo DHCP). Todos estos aspectos se verán con más profundidad en próximos libros y unidades 9 y 10.
La mayor parte de las veces utilizaremos un router para conectarnos a Internet, ya sea por ADSL o por cable. En los domicilios particulares los routers suelen venir configurados por los proveedores de servicios de Internet.
Para realizar sus funciones un router guarda información de las redes a las que puede acceder, esto lo hace a través de la tabla de enrutamiento, que no es más que una tabla donde se guarda cómo se llega de una red a otra y que servicios se permiten.
En este apartado es importante diferenciar un router profesional, por ejemplo de la marca Cisco, a los router que facilitan los operadores telefónicos.
Un router profesional, si tiene 10 tomas RJ45 es para unir 10 redes diferentes.
Los routers que tenemos en las casas, facilitados por los operadores telefónicos sólo pueden unir dos redes: La red externa, por la que estamos conectados a Internet (la toma de teléfono o fibra óptica) y la red interna. Para la red interna, suele tener conexión inalámbrica y varios puertos RJ45; en este tipo de routers, estos puertos RJ45 son un switch, pues todos los equipos que se conecten a ellos, están en la red interna (unen nodos de la misma red, pero no de redes distintas). Además, si el router es inalámbrico, también realiza la función de punto de acceso. Por tanto, estos routers son básicos, pero sin embargo es un dispositivo de varias capas OSI a la vez: la 3 o capa de red (router), la 2 o capa de enlace (switch) y la 1 o capa física (punto de acceso).
Cable directo o cable cruzado entre equipos de interconexión
En anterior libro se ha hablado de cable directo y cable cruzado. Lo habitual es realizar conexiones entre dispositivos de un nivel y otro de nivel inmediato. Por ejemplo, los ordenadores con sus tarjetas de red (nivel 1) se unen con los switch (nivel 2) que a su vez se unen con el router (nivel 3). En estos casos se utiliza un cable directo.
¿Cuándo se utiliza un cable cruzado?, entre dispositivos del mismo nivel, o cuando hay 2 niveles de diferencia, por ejemplo si se conectan dos ordenadores directamente, la conexión se realiza con un cable cruzado entre ambas tarjetas de red (dos dispositivos de nivel 1). O si se conecta un ordenador (nivel 1) a un router (nivel 3) directamente, por habernos saltado un nivel.
Este concepto es teórico, pues los dispositivos en venta hoy día, suelen tener la inteligencia necesaria para que si no funciona de una forma determinar automáticamente si se ha conectado con el cable equivocado.