Topologias de Redes LAN

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Apuntes para el Curso: Redes y Enlaces Inalámbricos Rodolfo Veloz Pérez 
 
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Topologías básicas en Redes 
 
Una LAN es, como su nombre lo indica, una red local. Esta red podría ser tan 
pequeña como dos computadoras conectadas entre sí o grandes, con miles 
de dispositivos conectados. La palabra clave aquí es “local”. 
 
 
La red de una empresa en un solo edificio se considera una LAN. Una red de 
empresa que consta de varios edificios en la misma área también se considera 
una LAN. Esto se suele llamar una “red de campus”. 
 
Una vez que usa las conexiones para recursos externos, por ejemplo, una 
conexión a Internet la llamamos conexión WAN (red de área amplia). Usamos 
una conexión WAN para llegar a otras LAN o servidores remotos en Internet. 
 
En la red de área local, hay un protocolo dominante llamado Ethernet. Esta 
es la tecnología que utilizamos para redes LAN cableadas. Ethernet es un 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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estándar, publicado por el IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y 
Electrónicos) que describe los protocolos, el cableado, los conectores, etc. 
que utilizamos. 
Para las redes LAN, tendremos algunas topologías básicas que son las que 
se describirán a continuación. 
 
 
 
 
 
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Bus 
 
De las distintas variaciones de la topología, es la más fácil de entender, y 
consiste en un canal de comunicaciones PtP para que el usuario pueda estar 
permanentemente asociado con los dos puntos finales. Un teléfono infantil de 
lata es un ejemplo de canal dedicado físico. 
 
En muchos sistemas de telecomunicaciones conmutadas, es posible 
establecer un circuito permanente. Un ejemplo podría ser un teléfono en el 
vestíbulo de un edificio público, el cual está programado para que llame sólo 
al número de teléfono destino. "Clavar" una conexión conmutada ahorra el 
costo de funcionamiento de un circuito físico entre los dos puntos. Los 
recursos en este tipo de conexión puede liberarse cuando ya no son 
necesarios, por ejemplo, un circuito de televisión cuando regresa al estudio 
tras haber sido utilizado para cubrir un desfile. 
 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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Ventajas 
 
• Es rentable. 
• El cable requerido es menos comparado con otra topología de red. 
• Utilizado en redes pequeñas. 
• Es facil de entender 
• Fácil de expandir uniendo dos cables juntos. 
 
Desventajas 
• Los cables fallan y la red entera falla. 
• Si el tráfico de la red es intenso o si los nodos son más, el rendimiento 
de la red disminuye. 
• El cable tiene una longitud limitada. 
• Es más lento que otras topologías. 
 
 
 
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Anillo 
 
Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación tiene una 
única conexión de entrada y otra de salida de anillo. Cada estación tiene un 
receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a 
la siguiente estación. 
 
En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, 
que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y 
entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales 
pérdidas de información debidas a colisiones. 
 
En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen 
en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia 
(tolerancia a fallos). 
 
Ventajas 
 
• El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras. 
• El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red. 
• Arquitectura muy sólida. 
• Sistema operativo caracterizado con un único canal. 
 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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Desventajas 
• Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos 
tendrán que pasar por todas las estaciones intermedias antes de 
alcanzar la estación de destino). 
• El canal usualmente se degradará a medida que la red crece. 
• Difícil de diagnosticar y reparar los problemas. 
• Si se encuentra enviando un archivo podrá ser visto por las estaciones 
intermedias antes de alcanzar la estación de destino. 
• La transmisión de datos es más lenta que en las otras topologías 
(Estrella, Malla, etc), ya que la información debe pasar por todas las 
estaciones intermedias antes de llegar al destino. 
 
 
 
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FDDI 
 
La interfaz de datos distribuida por fibra (en inglés: Fiber Distributed Data 
Interface, también conocido por sus siglas de FDDI), es un conjunto de 
estándares ISO y ANSI para la transmisión de datos en redes de 
computadoras de área extendida (WAN) o de área local (LAN), mediante 
cables de fibra óptica. Se basa en la arquitectura Token Ring y permite una 
comunicación tipo dúplex (completo). Dado que puede abastecer a miles de 
usuarios, una LAN FDDI suele ser empleada como backbone para una red de 
área amplia (WAN). 
 
También existe una implementación de FDDI en cables de hilo de cobre, 
conocida como CDDI. La tecnología de Ethernet a 100 Mbps (100BASE-FX y 
100BASE-TX) está basada en FDDI. 
Una red FDDI utiliza dos arquitecturas Token Ring, una de ellas como apoyo 
en caso de que la principal falle. En cada anillo, el tráfico de datos se produce 
en dirección opuesta a la del otro.1 Empleando uno solo de esos anillos la 
velocidad es de 100 Mbps y el alcance de 200 km, con los dos la velocidad 
sube a 200 Mbps pero el alcance baja a 100 km. La forma de operar de FDDI 
es muy similar a la de Token Ring, sin embargo, el mayor tamaño de sus anillos 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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conduce a que su latencia sea superior y más de una trama puede estar 
circulando por un mismo anillo a la vez. 
 
FDDI se diseñó con el objeto de conseguir un sistema de tiempo real con un 
alto grado de fiabilidad. Se consideró como un objetivo de diseño la 
transmisión virtualmente libre de errores. Es por esto, entre otras cosas, que 
se optó por la fibra óptica como medio para el FDDI. Además se especificó 
que la tasa de error total del anillo completo FDDI no debiera exceder un error 
cada 1e9 bits (es decir, un error por gigabit) con una tasa de pérdida de 
paquetes de datos que tampoco excediese 1e9. En el caso que se produzca 
un fallo en una estación o que se rompa un cable, se evita automáticamente 
la zona del problema, sin la intervención del usuario, mediante lo que se 
conoce como “curva de retorno” (wrapback). Esto ocurre cuando el anillo 
FDDI detecta un fallo y direcciona el tráfico hacia el anillo secundario de modo 
que pueda reconfigurar la red. Todas las estaciones que se encuentran 
operando correctamente se mantienen en línea e inalteradas. Tan pronto 
como se corrige el problema, se restaura el servicio en dicha zona. 
 
 
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Estrella 
 
 
Una red en estrella es una red de computadoras donde las estaciones están 
conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se 
hacen necesariamente a través de ese punto (conmutador, repetidor o 
concentrador). Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, 
además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su 
transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central “activo” que 
normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el 
eco. 
 
Se utiliza sobre todo para redes locales (LAN). La mayoría de las redes de área 
local que tienen un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta 
topología. El punto o nodo central en estas sería el switch o el hub, por el que 
pasan todos los paquetes de usuarios. 
 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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Ventajas: 
• Rendimiento rápido con pocos nodos y bajo tráfico de red. 
• El Switch se puede actualizar fácilmente. 
• Fácil de solucionar. 
• Fácil de instalar y modificar. 
• Solo el nodo afectado se ve afectado,el resto de los nodos pueden 
funcionar sin problemas. 
 
 
Desventajas: 
• El costo de instalación es alto. 
• Caro de usar. 
• Si el Switch de Core falla, toda la red se detiene porque todos los nodos 
dependen del Switch de Core. 
• El rendimiento se basa en el Switch del cual depende de su capacidad. 
 
 
 
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Árbol 
 
La red en árbol es una topología de red en la que los nodos están colocados 
en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de 
redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un concentrador 
central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado 
por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una 
variación de la red en bus, el fallo de un nodo no implica una interrupción en 
las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. 
 
 
 
La topología en árbol puede verse como una combinación de varias 
topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la 
de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la 
información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología 
las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas 
ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol. 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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Los problemas asociados a las topologías anteriores radican en que los datos 
son recibidos por todas las estaciones sin importar para quién vayan dirigidos. 
Es entonces necesario dotar a la red de un mecanismo que permita identificar 
al destinatario de los mensajes, para que estos puedan recogerlos a su arribo. 
Además, debido a la presencia de un medio de transmisión compartido entre 
muchas estaciones, pueden producirse interferencia entre las señales cuando 
dos o más estaciones transmiten al mismo tiempo. Es la mejor topología de 
red que existe y con ella los datos fluyen de una manera mas rápida que en 
los otros tipos de topologías de red. 
 
Ventajas: 
• Ideal si las estaciones de trabajo están ubicadas en grupos. 
• Utilizado en la red de área amplia. 
• Ampliación de topologías de bus y estrella. 
• La expansión de los nodos es posible y fácil. 
• Fácilmente gestionado y mantenido. 
• La detección de errores se realiza fácilmente. 
 
Desventajas: 
• Muy cableado. 
• Costoso. 
• Si se agregan más nodos el mantenimiento es difícil. 
• El concentrador central falla, la red falla. 
 
 
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Malla 
 
 
Una red en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado 
a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo 
a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente 
conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las 
comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los 
demás servidores. Esta topología, a diferencia de otras más usuales como la 
Topologías y Arquitecturas de Red 
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topología en árbol y la topología en estrella, no requiere de un nodo central, 
con lo que se reduce el riesgo de fallos, y por ende el mantenimiento periódico 
(un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red) 
El costo de la red puede aumentar en los casos que se implemente de forma 
alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso 
de una mayor cantidad de recursos. 
 
Ventajas: 
• Cada conexión puede llevar su propia carga de datos. 
• Es robusto. 
• La falla se diagnostica fácilmente. 
• Proporciona seguridad y privacidad. 
 
Desventajas: 
• La instalación y configuración es difícil. 
• El costo del cableado es más. 
• Se requiere cableado a granel 
 
 
 
 
 
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Totalmente conectada o Híbrida 
 
 
Es una topología que comprende una mezcla de dos o más topologías. Por 
ejemplo, si en una oficina en un departamento se usa topología en anillo y en 
otra topología en estrella, la conexión de estas topologías dará lugar a una 
topología híbrida (topología en anillo y topología en estrella). 
 
Ventajas: 
• Es una combinación de dos o más topologías. 
• Hereda las ventajas y desventajas de las topologías incluidas. 
Interconexión en Redes LAN 
 
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• Confiable ya que la detección de errores y la resolución de problemas 
es fácil. 
• Eficaz. 
• Escalable como el tamaño se puede aumentar fácilmente. 
• Flexible. 
 
Desventajas: 
• Complejo en diseño. 
• Costoso. 
 
 
 
 
 
 
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Interconexión en Redes LAN 
 
CAPA FÍSICA 
 
Tarjeta de interfaz de red (NIC) 
 
La tarjeta de red, también conocida como Network Interface Card, cuya 
traducción literal del inglés es “tarjeta de interfaz de red”, es un componente 
de hardware que conecta una computadora a una red informática y que 
posibilita compartir recursos en una red de computadores. Las primeras 
tarjetas de interfaz de red se implementaban comúnmente en tarjetas de 
expansión que se conectaban en un bus de la computadora. 
 
 
 
El bajo costo y la ubicuidad del estándar Ethernet hizo posible que la mayoría 
de las computadoras modernas tengan una interfaz de red integrada en la 
Interconexión en Redes LAN 
 
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placa base. Las placas base de servidor más nuevas pueden incluso tener 
interfaces de red duales incorporadas. 
 
Las capacidades de Ethernet están 
ahora integradas en el chipset de la 
placa base o implementadas a 
través de un chip Ethernet 
dedicado de bajo costo, conectado 
a través del bus PCI (o el nuevo PCI 
Express), así que no se requiere una 
tarjeta de red por separado a 
menos que se necesiten interfaces 
adicionales o se utilice otro tipo de 
red. 
 
 
 
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Conversor de medios 
 
Los Conversores de Ethernet a Fibra permiten establecer conexiones de 
equipos UTP Ethernet de cobre a través de un enlace de fibra óptica para 
aprovechar las ventajas de la fibra, entre las que figuran las siguientes: 
 
• Ampliación de los enlaces para cubrir distancias mayores mediante 
cable de fibra óptica 
• Protección de datos frente al ruido y las interferencias 
• Preparación de su red para el futuro con capacidad de ancho de banda 
adicional 
• Las conexiones Ethernet de cobre presentan una limitación de 
transmisión de datos de tan sólo 100 metros cuando se utiliza cable 
UTP. Mediante el uso de una solución de conversión de Ethernet a 
fibra, ahora es posible utilizar cable de fibra óptica para ampliar este 
enlace y cubrir una mayor distancia. 
 
También se puede utilizar un Conversor de Ethernet a Fibra cuando existe un 
alto nivel de interferencias electromagnéticas o EMI, un fenómeno bastante 
habitual en plantas industriales. Estas interferencias pueden provocar 
interrupciones en los enlaces Ethernet de cobre. Sin embargo, los datos 
transmitidos a través de cable de fibra son completamente inmunes a este 
tipo de ruido. En consecuencia, un conversor de Ethernet a fibra le permite 
Interconexión en Redes LAN 
 
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interconectar sus dispositivos Ethernet de cobre a través de fibra, lo que 
garantiza una transmisión de datos óptima en toda la planta. 
 
 
 
Gracias al uso de Conversores de Medio de Ethernet a Fibra, ahora es posible 
disfrutar de las ventajas del cableado de fibra óptica en infraestructuras 
Ethernet de cobre. 
 
Ventajas de los Conversores de Ethernet a Fibra Óptica 
 
• Protegen la inversión en hardware Ethernet de cobre 
• Proporcionan flexibilidad para incorporar fibra puerto por puerto 
• Permiten disfrutar de las ventajas de la fibra óptica sin tener que realizar 
cambios globales 
• Fast Ethernet o Gigabit Ethernet a multimodo o monomodo 
• Enlaces de Ethernet a fibray de fibra a Ethernet 
• Creación de conexiones de cobre-fibra con conmutadores de fibra 
• Conversores de Medio para enlaces de Ethernet a Fibra 
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El transceptor de cobre que utiliza un conversor Ethernet – Fibra óptica 
transformando la señal de un enlace Ethernet UTP / RJ45 a un enlace que 
puede utilizar un transceptor de fibra óptica. Los conversores de medio 
pueden conectarse con diversos cables de fibra óptica, ya sea cable de fibra 
multimodo o monomodo. Existen opciones para diversas distancias que se 
adaptan a las necesidades de cada aplicación de conversión de Ethernet a 
fibra óptica. Asimismo, los conectores de interfaz de fibra pueden ser de tipo 
ST duplex, SC duplex, LC duplex o SC simplex. 
 
Los modelos de Conversores 
de Medio de Ethernet a Fibra 
más adecuados para 
aplicaciones de grandes 
empresas y de proveedores 
de servicios ofrecen un 
procesador incorporado que 
supervisa continuamente 
que tanto las conexiones de 
cobre como las de fibra 
funcionen correctamente. 
Esta funcionalidad, 
generalmente conocida 
como “Link Pass-Through” 
(o de paso de enlace), 
supervisa el estado del 
enlace hasta los dispositivos 
finales para garantizar que 
todos los puntos de extremo 
conozcan si el enlace completo está en funcionamiento o no lo está. Algunos 
productos conversores de medio carecen de esta sofisticación y simplemente 
muestran el enlace como activo aunque el dispositivo de cobre remoto esté 
caído o el enlace de fibra esté roto. Gracias a la funcionalidad Link Pass-
Through es posible alertar al sistema de administración SNMP de la red 
Interconexión en Redes LAN 
 
 132 
cuando se produce una falla para que pueda adoptarse medidaa de 
corrección. 
 
El tipo más común de Conversor Ethernet – Fibra Óptica es un dispositivo 
independiente (administrado y no administrado) con adaptador de 
alimentación propio. Éstos convierten enlaces Fast Ethernet o Gigabit de 
velocidad fija o enlaces UTP 10/100/1000 en conexiones de fibra 100Base-FX 
o 1000Base-X. Para aquellos casos en los que es necesaria una gran densidad 
de conversores de medio, también hay disponibles sistemas con chasis. Estas 
unidades instalables en rack pueden albergar hasta 19 conversores de medio 
de tarjeta administrados y no administrados que proporcionan alimentación 
redundante para entornos de CA y de CC de 48v. Otras opciones de 
Conversores de Medios de Fibra a Ethernet son: 
 
 
• Conversores de Medios SFP con puertos de fibra óptica conectables 
para uso con SFPs compatibles con MSA. 
• Transceptores ópticos SFP para utilizarse con equipos compatibles 
con SFP que cumplan el acuerdo MSA 
• Los Conversores de Medios PoE suministran alimentación PSE IEEE 
802.3af (15,4 W PoE), 802.3at (30 W PoE +) o 802.3bt (100 W Hi-PoE) 
través de UTP Ethernet 
• Conversores de Medios de Temperatura Industrial para equipos con 
temperaturas operativas de -40ºC hasta +75ºC. 
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Repetidor 
 
Un repetidor es aquel dispositivo que que extiende la distancia para que el 
tráfico de red puede transferirse en un tipo de medio de transmisión en 
particular. Un repetidor forma parte de un sistema de transmisión. En el 
modelo OSI, el repetidor opera en la capa física. 
En el caso de las señales digitales el repetidor se suele denominar regenerador 
porque, de hecho, la señal de salida es una “señal regenerada” a partir de la 
de entrada. 
 
La naturaleza del repetidor surge de la imposibilidad de transmitir una señal 
desde un emisor hasta uno o más receptores que se encuentren a distancias 
muy lejanas o de la necesidad de salvar obstáculos orográficos como 
montañas o cordilleras. 
 
Dentro del término repetidor nos podemos referir a conceptos distintos en 
cuanto al tipo de dispositivo o instalación, ya que puede ser un simple 
Interconexión en Redes LAN 
 
 134 
dispositivo cuya función es repetir la señal que recibe, como en el caso de los 
repetidores wifi. 
 
 
También, un ejemplo más “complejo” de repetidor son los instalados en el 
fondo marino para repetir las señales de los cables transoceánicos de Fibra 
Óptica. Así, en cuanto a la naturaleza de la señal con la que trabajan podemos 
encontrarnos tres tipos: señal eléctrica, radioeléctrica u óptica, y en todos los 
casos les seguimos denominando de la misma manera: Repetidor. 
 
 
 
 
 
 
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Hub 
 
Hub o concentrador, es un dispositivo utilizado en redes LAN que concentra 
las terminales y repite la señal que recibe de todos los puertos, así todos los 
computadores y equipos escuchan los mismo y pueden definir que 
información les corresponde y enviar a todos lo que se requiera. Los hub son 
la base de la creación de redes tipo estrella. 
 
 
 
• Permiten concentrar todas las estaciones de trabajo 
• También pueden gestionar los recursos compartidos hacia los 
computadores 
• Cuentan con varios puertos RJ45 integrados 
• Permiten crear las redes tipo estrella. Todas las conexiones de los 
computadores se concentran en un solo dispositivo 
• Permiten la repetición de la señal y son compatibles con la mayoría de 
los sistemas operativos de red. 
• Tienen una función en la cuál pueden ser interconectados entre sí, 
pudiéndose conectar a otros Hub´s y permitir la salida de datos 
(conexión en cascada), por medio del último puerto RJ45. 
• Con las velocidades de las redes LAN (10/100/1000) y el ancho de 
banda de los enlaces a Internet, no se deben utilizar para repartir la 
señal en la red, ya que se puede dar el caso de la caída de toda la red. 
 
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CAPA DE ENLACE 
 
Bridge 
 
El Bridge o Puente de red es el dispositivo de interconexión de redes de 
computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo 
OSI. Es, en escencia un repetidor inteligente que envía el tráfico de un 
segmento a otro sólo cuando el tráfico está destinado para ese otro segmento. 
Interconecta segmentos de red o divide una red en segmentos haciendo la 
transferencia de datos de una red hacia otra con base en la dirección física de 
destino de cada paquete. 
 
 
 
El término bridge, formalmente, responde a un dispositivo que se comporta 
de acuerdo al estándar IEEE 802.1D. 
Un bridge conecta segmentos de red formando una sola subred (permite 
conexión entre equipos sin necesidad de routers). Funciona a través de una 
tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento al que está 
conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está 
intentando transmitir datos a un nodo del otro, el bridge copia la trama para 
el otro segmento de red, teniendo la capacidad de desechar la trama (filtrado) 
Interconexión en Redes LAN 
 
 138 
en caso de no tener dicho segmento de red como destino. Para conocer por 
dónde enviar cada trama que le llega (encaminamiento) incluye un mecanismo 
de aprendizaje automático (auto aprendizaje) por lo que no necesitan 
configuración manual. 
 
 
 
La imagen de arriba muestra los Bridge o Puentes Transparentes en la 
arquitectura de la IEEE 802.1 
 
Clasificación de Puentes de red 
 
Se pueden clasificar los puentes de red, atendiendo dos aspectos: según el 
tipo de interfaz y según la localización geográfica de las redes LAN que se van 
a interconectar. 
 
Según interfaz: 
 
Puentes homogéneos: Interconecta LAN con el mismo protocolo MAC (el 
nivel físico puede diferir), es decir, no hay conversión de protocolos a nivel 2, 
simplemente almacenamiento y reenvío de tramas. Un ejemplo de dispositivo 
homogéneo es un Switch Ethernet. 
 
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Puentes heterogéneos: El puente dispone de una entidad superior 
encargada de la transformación de cabeceras entre distintos tipos de 
interfaces.Recibe tramas por una interfaz (por ejemplo: Wi-Fi) para enviarlas 
por otra de otro tipo (por ejemplo: Ethernet). Un ejemplo de dispositivo, con 
las interfaces de ejemplo anteriores, es un punto de acceso en una red wi-fi. 
 
Según localización geográfica 
 
 
Puentes locales: Sirven para enlazar directamente dos redes físicamente 
cercanas. 
 
Puentes remotos o de área amplia: Se conectan en parejas enlazando dos 
o más redes LAN y formando una red WAN. 
 
 
Ventajas 
• En general, es un dispositivo de bajo precio. 
• Aísla dominios de colisión al segmentar la red. 
• No necesita configuración previa. 
• Control de acceso y capacidad de gestión de la red. 
 
Desventajas 
• No se limita el número de reenvíos mediante broadcast. 
Interconexión en Redes LAN 
 
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• Difícilmente escalable para redes muy grandes. 
• El procesado y almacenamiento de datos introduce retardos. 
• Las redes complejas pueden suponer un problema. La existencia de 
múltiples caminos entre varias LAN puede hacer que se formen bucles. 
El protocolo spanning tree ayuda a reducir problemas con estas 
topologías. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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Switch 
 
Un switch Ethernet es un dispositivo de capa 2 que crea una tabla de 
direcciones MAC para tomar una decisión de reenvío para cada trama. 
En ocasiones, la tabla de direcciones MAC se denomina “tabla de memoria 
de contenido direccionable” (CAM) 
 
 
 
Los switches, como su nombre lo indica, pueden conmutar conexiones de un 
puerto a otro y de una manera muy rápida. Están orientados a la conexión y, 
de forma dinámica, conmutan entre sus diferentes puertos para crear estas 
conexiones. 
Interconexión en Redes LAN 
 
 142 
 
 
Lo interesante es que, debido a que las conexiones de un puerto a otro del 
switch se llevan a cabo conforme se necesiten (y no se envían a los puertos 
que no estén involucrados en el tráfico), los switches pueden ayudar a eliminar 
las colisiones de tráfico provocadas por los segmentos que no se 
comuniquen. 
 
A diferencia de los hubs Ethernet que repiten los bits por todos los puertos 
excepto el de entrada, un switch Ethernet consulta una tabla de direcciones 
MAC para tomar una decisión de reenvío para cada trama. 
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CAPA DE RED 
 
Router 
 
El router es un dispositivo hardware o software de interconexión de redes de 
computadores que opera en la capa 3 del modelo OSI o nivel IP y ICMP del 
modelo TCP\IP. 
Este dispositivo interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar 
paquetes de datos entre redes tomando como base la información de la capa 
de red. El router toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el 
envío de datos a través de una red interconectada y luego dirige los paquetes 
hacia el segmento y el puerto de salida adecuados. Sus decisiones se basan 
en diversos parámetros. Una de las más importantes es decidir la dirección 
de la red hacia la que va destinado el paquete. En el caso del protocolo IP 
esta sería la dirección IP. Otras decisiones son la carga de tráfico de red en 
los distintos interfaces de red del router y establecer la velocidad de cada uno 
de ellos, dependiendo del protocolo que se utilice. 
 
 
 
Interconexión en Redes LAN 
 
 144 
 
En el ejemplo del diagrama, se muestran 3 redes IP interconectadas por 2 
routers. La computadora con el IP 222.22.22.1 envía 2 paquetes, uno para la 
computadora 123.45.67.9 y otro para 111.11.11.1 A través de sus tablas de 
enrutamiento configurados previamente, los routers pasan los paquetes para 
la red o router con el rango de direcciones que corresponde al destino del 
paquete. Nota: el contenido de las tablas de rutas está simplificado por 
motivos didácticos. En realidad se utilizan máscaras de red para definir las 
subredes interconectadas. Los broadcast, o difusiones, se producen cuando 
una fuente envía datos a todos los dipositivos de una red. En el caso del 
protocolo IP, una dirección de broadcast es una dirección compuesta 
exclusivamente por números unos (1) en el campo del host (para la dirección 
ip en formato binario de modo que para una mascara de red 255.255.255.0 la 
dirección de broadcast para la dirección 192.168.0.1 seria la 192.168.0.255 o 
sea xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.11111111). 
 
 
 
Los protocolos de enrutamiento son aquellos protocolos que utilizan los 
routers o encaminadores para comunicarse entre sí y compartir información 
que les permita tomar la decisión de cual es la ruta mas adecuada en cada 
momento para enviar un paquete. Los protocolos mas usados son RIP (v1 y 
v2), OSPF (v1, v2 y v3), y BGP (v4), que se encargan de gestionar las rutas de 
una forma dinámica. aunque no es estrictamente necesario que un router haga 
uso de estos protocolos, pudiéndosele indicar de forma estática las rutas 
(caminos a seguir) para las distintas subredes que estén conectadas al 
dispositivo. 
Comúnmente los routers se implementan también como puertas de acceso a 
Internet, usándose normalmente en casas y oficinas pequeñas. Es correcto 
Manual para el Curso: Redes de Cableado Estructurado Rodolfo Veloz Pérez 
 
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utilizar el término router en este caso, ya que estos dispositivos unen dos 
redes, una red LAN con Internet. 
Existe la posibilidad de no utilizar equipos dedicados, opción que puede ser 
la más adecuada para redes locales o redes con un tráfico limitado, y usar 
software que implemente los protocolos de red antes mencionados. Para dar 
funcionalidad de router a un computador por ejemplo, con sistema operativo 
GNU/Linux es suficiente con añadirle al menos dos interfaces de red y activar 
el soporte de enrutamiento en el kernel. Si se desea propocionarle la 
funcionalidad de un router completo, y que soporte diversos protocolos de 
red, se pueden utilizar paquetes como: Quagga, Zebra, ZebOs. 
 
 
 
Otra forma de adquirir un router es comprar de fabricantes que se dedican a 
desarrollar su propio software no libre y con su hardware especialmente 
hecho para tal fin, como el caso de fabricantes como Cisco Systems. 
 
 
 
 
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CAPA DE RED, TRANSPORTE, Y 
APLICACIÓN 
 
Firewall 
 
Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar 
direcciones de máquinas. 
Si el firewall realiza funciones de capa 4, serà un firewall con «Stateful 
Inspection». Esto significa que podrá controlar o filtrar dependiendo del 
estado de las conexiones. Por ejemplo podria descartar todas las connexions 
SYN, REPLY o cualquier tipo de información de estado que contenga las 
cabeceras de un paquete IP. 
Los firewalls de capa 7, realizan funciones a nivel de aplicación. Esto significa 
que podran realizar funciones en los protocolos de red más arriba del modelo 
OSI. 
Así pues con un firewall de capa 7 o de aplicación, se inspeccionan los 
protocolos HTTP, HTTPS entre otros. 
Actualmente estos firewalls són los más utilizados. Permiten monitorizar muy 
bien el tráfico y realizar reglas para permitir o denegar el tráfico dependiendo 
de muchos factores. Además de las funciones de un firewall de capa 3 y 4, las 
principales funciones de un firewall de capa 7 son: 
 
• Filtraje a nivel de aplicación 
• Filtrar por URL. 
• Control de aplicaciones: WEB, FTP, P2P,… 
• Proteger frente a ataques de denegación de servicio. 
• Proteger de ataques de inyección de código. 
• SandBox 
• Inspección de trafico SSL. 
• Filtrado por usuario. 
• Estos tipos de cortafuegos también se llaman firewalls de aplicación. 
Interconexión en Redes LAN 
 
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FIREWALL NGFW / UTM 
 
 
 
 
Los firewalls Next Generation son aquellos que desarrollan funciones de inspección, 
control de paquetes y aplicaciones a nivel de capa 7. Además incluyen otras 
funciones que no son propias de un cortafuegos o pueden realizar otros equipos más 
específicos. 
Nacen alrededor del año2004, como equipos para la gestión unificada de la 
seguridad informàtica de la empresa. Además de las funciones de Firewall tradicional, 
añadieron funciones como VPN, IPS (Intrusion Protection System), Filtrage Web, 
Control de aplicaciones, Antivirus, entre otros. Así estos Firewalls en realidad 
sistemas de gestión que controlan todo lo que tenga que ver en seguridad de red. 
De esta forma se centralizan las funciones de protección en un equipo, cuando antes 
debías tener un software o hardware para cada una de estas funciones. Los firewalls 
que actualmente dispone el mercado casi todo de este tipo, conocidos como UTM: 
Gestión Unificada de Amenazas o NGFW: Firewalls de Proxima Generación. 
 
 
 
 
 
 
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EL SERVIDOR 
 
Un servidor de red es un computador que ofrece el acceso a los recursos 
compartidos entre las estaciones de trabajo u otros servidores conectados en 
una red informática. Los recursos compartidos pueden incluir acceso a 
hardware, como discos duros, impresoras, etc, sofware, servicios de email o 
acceso a internet. Lo que diferencia al servidor de la estación de trabajo no es 
el hardware sino como se comporta el computador y las funciones que 
desempeña. Por tanto, cualquier computador puede configurarse como 
servidor. En general, la estación de trabajo es un computador utilizado por 
una persona para desempeñar sus tareas mientras que el servidor de red es 
el computador que ofrece el acceso a los recursos compartidos entre 
todos los integrantes de la red. 
 
 
La realidad es que los computadores que van a desempeñar las funciones 
de servidor suelen estar equipados con componentes más potentes que 
Interconexión en Redes LAN 
 
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una estación de trabajo. Por ejemplo, un servidor generalmente tiene más 
memoria RAM o cuenta con discos duros más robustos. Este equipamiento 
extra es necesario cuándo a la red se van a conectar numerosas estaciones 
de trabajo que podrían saturar a un servidor de menor capacidad. Por esto, 
aunque el mejor equipamiento del servidor eleva de forma notable su precio, 
es una inversión imprescindible que puede incluso ahorrar costos a 
mediano o largo plazo a las empresas. 
 
Tareas centralizadas 
 
Además del acceso y posible ejecución de recursos compartidos, los 
servidores de red ayudan a simplificar las tareas de administración de red y 
sistemas. Al localizar estos servicios en una ubicación centralizada en lugar 
de tenerlos en cada estación de trabajo, los cambios en la configuración y las 
actualizaciones sólo necesitan realizarse en el servidor. 
 
 
 
 
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Si hay un par de estaciones de trabajo puede parecer algo trivial pero con 
cientos de estaciones de trabajo es complejo. Por ejemplo, una función 
común de un servidor de red es dar acceso a una impresora. Cualquier 
estación de trabajo puede imprimir documentos en la impresora conectada al 
servidor y utilizar el software de impresión instalado también en el servidor. 
Cualquier actualización en el software sólo se realiza en el servidor y está 
disponible de forma inmediata para todas las estaciones de trabajo. 
Un servidor de red puede ofrecer una amplia variedad de servicios. Servidor 
de impresión, servidor de archivos, servidor de nombres de dominio (DNS), 
servidor de correo electrónico, entre otros. Los servidores de archivos ofrecen 
una localización central del sistema de almacenamiento. Cada usuario de la 
red puede tener espacio asignado y poder compartir o no archivos. Los 
servidores de archivos son muy útiles para mantener una única versión de 
determinados archivos para toda la organización. También facilita las tareas 
de administración; por ejemplo, sólo es necesario realizar una copia de 
seguridad de un computador. 
 
 
Interconexión en Redes LAN 
 
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Los servidores de impresión permite compartir unas cuantas máquinas de 
imprimir en lugar de que cada estación de trabajo tenga su propia impresora. 
Un servidor de email, por su parte, ofrece servicios de correo electrónico 
como servidor SMTP, POP e IMAP. Otro tipo común de servidores 
especializados son los servidores de identificación o autentificación de 
usuarios; estos hacen de lugar centralizado de almacenamiento de la 
información de contraseñas y usuarios de la red y permite a cualquier usuario 
conectarse y acceder a sus archivos privados desde cualquier punto. Una 
misma máquina puede desempeñar todas estas funciones a la vez pero a 
medida que una red crece es normal que se vayan conectando diferentes 
servidores especializados en tareas específicas.