1.3 REDES DE ÁREA LOCAL (LAN) 1.3.1 Dispositivos y tecnologías LAN Las redes de área local* (LAN) se componen de computadores, tarjetas de interfaz de red, medios de networking, dispositivos de control del tráfico de red y dispositivos periféricos. A través de las LAN es posible que en una empresa se puedan compartir elementos como archivos e impresoras y mantener comunicación por medio de correo electrónico. Las características principales de las LAN son las siguientes: • La red opera dentro de un área geográfica limitada (un edificio, por ejemplo). • Las LAN se componen de múltiples dispositivos de escritorio conectados (normalmente PC) con acceso a medios de ancho de banda elevado. • Una LAN conecta computadores y servicios a un medio común de Capa 1. Los dispositivos LAN incluyen: • Puentes que conectan los segmentos LAN y ayudan a filtrar el tráfico. • Hubs que concentran las conexiones LAN y permiten el uso de medios de cobre de par trenzado. • Switches Ethernet que brindan ancho de banda dedicado full dúplex a tráfico proveniente de estaciones de trabajo o segmentos. • Routers que ofrecen varios servicios, incluyendo internetworking y control de tráfico broadcast. Existen tres tecnologías a las cuales pertenecen la mayoría de las redes LAN: • Ethernet: Es la tecnología LAN más importante y se ejecuta en gran parte de las redes LAN (ver figura 4). Consiste en una topología de bus lógica (el flujo de información se ubica en un bus lineal) y en estrella física o estrella extendida (cableada en forma de estrella). • Token-Ring: Es una tecnología desarrollada por IBM, apareció después de Ethernet y hoy en día se usa en una gran cantidad de redes IBM (ver figura 4). Consta de una topología de anillo lógica (flujo de información se controla en un anillo) y topología física en estrella. • FDDI: También utiliza tokens*, y actualmente es una LAN que se usa ampliamente en los campus (ver figura 4). Consta de una topología de anillo lógica y topología física de anillo doble (cableada en forma de anillo doble). Figura 4. Tecnologías LAN En una LAN, la capa física proporciona acceso a los medios de red. La capa de enlace de datos brinda soporte para las comunicaciones a través de diferentes tipos de enlaces de datos, tales como los medios Ethernet/IEEE 802.3. Los medios de capa 1 más utilizados son: coaxial, fibra óptica* y cable de par trenzado. 1.3.2 Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones Una LAN Ethernet se denomina red de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD). Esto quiere decir que la transmisión de un nodo atraviesa toda la red y es recibida y examinada por cada nodo. Cuando una estación desea transmitir una señal, verifica la red para determinar si alguna otra estación se encuentra transmitiendo. Si la red no está en uso, la estación comienza la transmisión. En esta tecnología sólo existe una transmisión por vez en un momento determinado. 1.3.3 Direccionamiento lógico (IP) Resulta muy conveniente conocer el proceso con el cual la información localiza sistemas informáticos específicos en una red. Para ello, se utilizan diversos esquemas de direccionamiento que dependen de los protocolos que se manejen. Las direcciones de la capa de enlace de datos y de la capa de red son dos tipos de direcciones de gran importancia. Las direcciones de la capa de enlace de datos (direcciones físicas o direcciones MAC) son normalmente únicas para cada conexión de red y constan de un direccionamiento plano. Las direcciones de capa de red (direcciones lógicas o direcciones IP para el conjunto de protocolo Internet) existen en la Capa 3 y son de carácter jerárquico. 1.3.4 Direccionamiento MAC Para que múltiples estaciones puedan compartir los mismos medios y aún así identificarse entre sí, las subcapas MAC definen las direcciones de enlace de datos (direcciones MAC). Cada interfaz LAN posee una dirección MAC exclusiva que se encuentra grabada de forma indeleble en la ROM de la mayoría de las NIC. Cuando se inicializa la NIC, esta dirección se copia en la RAM. Antes de que los dispositivos directamente conectados en la misma LAN puedan intercambiar una trama de datos, el dispositivo origen debe tener la dirección MAC del dispositivo destino. Una manera de que el emisor pueda asegurarse de que encontrará las direcciones MAC que necesita es utilizar un ARP (Protocolo de Resolución de Direcciones). Este tema se ampliará más adelante. 1.4 DIRECCIONAMIENTO TCP/IP 1.4.1 TCP/IP Aunque el modelo OSI sea universalmente reconocido, el estándar abierto de Internet desde el punto de vista histórico y técnico es el Protocolo de control de transmisión/Protocolo Internet (TCP/IP)*. El modelo de referencia TCP/IP y la pila de protocolo TCP/IP hacen que sea posible la comunicación entre dos computadores, desde cualquier parte del mundo, a casi la velocidad de la luz. El modelo TCP/IP está basado en el tipo de red packet-switched (de conmutación de paquetes), y tiene cuatro capas: la capa de aplicación, la capa de transporte, la capa de Internet y la capa de red. 1.4.1.1 Capa de aplicación Los diseñadores de TCP/IP sintieron que los protocolos de nivel superior deberían incluir los detalles de las capas de sesión y presentación. Entonces crearon una capa de aplicación que maneja protocolos de alto nivel, aspectos de representación, codificación y control de diálogo. De esta manera, el modelo combina todos los elementos relacionados con las aplicaciones en una sola capa y supone estos datos están correctamente empaquetados para la siguiente capa. 1.4.1.2 Capa de transporte Permite que capas pares en los host de origen y destino puedan conversar. También maneja los aspectos de calidad del servicio con respecto a la confiabilidad, el control de flujo y la corrección de errores. Utiliza servicios de la capa de red para proveer un servicio eficiente y confiable a los procesos de la capa de aplicación. 1.4.1.3 Capa de Internet Esta capa se encarga de enviar paquetes origen desde cualquier red en Internetwork de redes y que estos paquetes lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las redes que se utilizaron para llegar hasta allí. En esta capa se produce la determinación de la mejor ruta y la conmutación de paquetes. Durante su transmisión los paquetes pueden ser divididos en fragmentos, que se montan de nuevo en el destino. En una comunicación con arquitectura TCP/IP ambos host pueden introducir paquetes en la red, viajando estos independientemente de cual sea su destino. Por ello, no hay garantía ninguna de entrega de los paquetes ni de orden en los mismos. 1.4.1.4 Capa de red Esta capa se ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar un enlace físico y luego realizar otro enlace físico. Esta capa incluye los detalles de tecnología de LAN y WAN, y de los detalles de las capas física y de enlace de datos del modelo OSI. 1.4.2 Entorno TCP/IP En un entorno TCP/IP, las estaciones finales se comunican con servidores u estaciones finales ya que cada nodo posee una dirección lógica de 32 bits exclusiva conocida como dirección IP. Así que, cada organización que logra conectarse a la internetwork puede verse como una sola red (ver figura 5). A su vez, cada red de la empresa tiene una dirección. Los hosts de esta red comparten la misma dirección de red, pero cada host tiene una dirección exclusiva de host en dicha red. Figura 5. Entorno TCP/IP 1.4.3 Subredes Cuando una red maneja rangos de direcciones IP* significativos resulta más conveniente transformar estas IPs a un