Manual redes

____________________________________________________________ MANUAL REDES DE COMPUTADORAS

Capítulo 1
INTRODUCCION A LAS REDES

1.1. Concepto de red
La importancia que hoy en día tiene la información es indiscutible,
ésta información es manipulada, tratada y formateada, utilizando
computadoras interconectadas entre si formando una red.
Red de computadoras, es una colección interconectada de
computadoras autónomas. Dos computadoras se consideran
interconectadas cuando son capaces de intercambiar información
Una red en general es un sistema de transmisión de datos que permite
el intercambio de información entre dispositivos electrónicos
(computadores) que toman el nombre de HOST. El HOST es todo
dispositivo electrónico (computador) conectado a una red.
En definición más específica, una red es un conjunto de computadoras
que van a compartir archivos (carpetas, datos, imágenes, audio, video,
etc.) o recursos (disco duro, lectora, disketera, monitor, impresora,
fotocopiadora, web cam, etc.), éstas computadoras pueden estar
interconectadas por un medio físico o inalámbrico.
La transmisión de datos se produce a través de un medio de
transmisión o combinación de distintos medios: cables de par
trenzado, cables coaxiales, cables de fibra óptica, tecnología
inalámbrica, enlace bluetooth, enlace infrarrojo, enlace vía satélite.
Los dispositivos electrónicos de acceso a redes son por ejemplo:
computador personal, impresor, fotocopiador, escáner, cámara de
video, asistente personal (PDA), celular, semáforo inteligente
centralizado, televisión (Web TV), video vigilancia, refrigerador
capaz de intercambiar información (lista de compra) con un
supermercado virtual, etc.
Los componentes principales de una red son:
a. Los nodos de red (estación, servidor, dispositivo de
comunicación).
b. Los medios de comunicación (físico, inalámbrico).
c. Los protocolos (TCP, IP, UDP, etc.).
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MANUAL REDES DE COMPUTADORAS ______________________________________________________________

1.2. El antes y después de las redes
 ANTES
o redes especializadas por servicio.
o velocidades limitadas.
o conexiones por tiempo limitado.
o cero movilidad.
 HOY
o Tráfico de datos superando la voz.
o Variedad de aplicaciones y servicios separados:
internet, video, Datos, etc.
o Aumento de necesidades por parte del cliente.
o Limitada movilidad.
 DESPUES
o Convergencia al lado del cliente: voz, video y datos
(triple play).
o Gran ancho de banda.
o Servicios en tiempo real.
o Mi propio internet.
o Movilidad.
Antes
Conectividad
Narrowband
Conexiones Estáticas



Después
SVA
Broadband
Conexiones Dinámicas

Narrowband: banda estrecha
Broadband: banda ancha

1.3. Banda ancha
“Banda Ancha” es un conjunto de tecnologías que permiten ofrecer a
los usuarios altas velocidades de comunicación y conexiones
permanentes.
Permite que los proveedores de Servicio ofrezcan una variedad
servicios de valor agregado.
Se ofrece a través de una serie de tecnologías y el equipamiento
adecuado para llegar al usuario final con servicios de voz, video y
datos.

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Ing° Luis Alvarado Cáceres


1.4. La última milla
¿Qué es la última milla? la última milla es la conexión entre el usuario
final y la estación local/ central/hub.
Puede ser alámbrica o Inalámbrica.
Hay tres problemas con la última milla:




La infraestructura de última milla tiene el costo más alto de
todos los elementos de una red. Los costos iniciales son altos,
especialmente si se hace necesaria ductería.
Hay pocos usuarios en áreas rurales, y eso significa que la “milla
intermedia” (desde el punto de acceso a la red de core) no se
comparte eficientemente.
Por lo tanto se ofrecen altos precios a los clientes.

1.5. Selección de tecnologías
La selección de la tecnología condiciona los servicios que se pueden
ofrecer:




condiciona el ancho de banda.
condiciona el monto de inversión.
condiciona los costos de operación y de venta.

La selección de la tecnología debe estar sólidamente basada en el
modelo del negocio:



La tecnología seleccionada debe ser actual y estar disponible.
Siempre se deben estudiar los modelos de negocio exitosos en
otros países y juzgar hasta qué punto el negocio es viable.

1.6. Tecnologías de acceso
Tecnologías Alámbricas:






Redes de Acceso por par de Cobre (xDSL, Modems)
Redes de Acceso por Cable.
Redes híbridas de fibra y cable (HFC).
Acceso Fijo por Red eléctrica (PLC).
Redes de Acceso por Fibra óptica (FTTx, PON, EFM, otros).

Tecnologías Inalámbricas:

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






Bucle inalámbrico (WiLL o Wireless Local Loop, LMDS,
MMDS).
Redes MAN/LAN inalámbricas (WLAN, Wi-Fi, WiMAX,
HiperLAN2).
Comunicaciones móviles de segunda y tercera generación
(CDMA, GSM, UMTS, 3G).
Óptica por Aire (HAPs, FSO).
Redes de acceso por satélite.
Televisión digital terrestre (TDT).

1.7. Tecnologías de transporte
¿Qué pasa por detrás de la última milla? Las señales viajan por redes
de transporte, a través de diferentes tecnologías:
CAPA 1




Redes SDH.
Redes ópticas transparentes (OTH).
Cobre, Microondas y otros medios ...

CAPA 2




Redes ATM.
Redes Frame Relay.
Redes basadas en Ethernet.

CAPA 3


Redes Basadas en IP, IP/MPLS.

1.8. Clasificación de red
Existen diversos tipos de redes para ser utilizados, que se clasifican
por las siguientes características:
a. Por alcance, tamaño o escala (WPAN, LAN, MAN, WAN).
b. Por procesamiento (centralizada, distribuida).
c. Por dependencia del servidor (autónomo, cliente-servidor).
d. Según la tecnología de transmisión usada.
Dado la revolución de las comunicaciones entre computadoras a partir
de los años 70, se han producido varios hechos trascendentales, siendo
el más importante la conclusión que no existe diferencia fundamental
entre procesamiento de datos (computadoras) y comunicación de datos
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(equipos de conmutación y transmisión). Consecuentemente se
desarrollan sistemas integrados que transmiten y procesan todo tipo de
datos e información, donde la tecnología y las organizaciones de
normatividad técnica (ISO/OSI, EIA/TIA, IEEE) están dirigiéndose
hacia un único sistema público que integre todas las comunicaciones y
de uniforme acceso mundial.
1.2.1. Clasificación según su alcance, tamaño o escala:
Red WPAN (Wireless Personal Area Networks, red inalámbrica
de área personal) es una red de computadoras para la
comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras,
puntos de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA,
dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso.
Estas redes normalmente son de unos pocos metros y para uso
personal, así como fuera de ella.
Red LAN (Local Area Network, red de área local) son las redes
de un centro de cómputo, oficina, edificio. Debido a sus
limitadas dimensiones, son redes muy rápidas en las cuales cada
dispositivo electrónico (computador) se puede comunicar con el
resto.

Ilustración 1

Una variante de red LAN, es conocida como red LAN Múltiple,
que permite interconectar redes LAN vía inalámbrica o
alámbrica edificios ubicados dentro de una ciudad o localidades

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cercanas (ejemplo: red LAN Múltiple de la UNASAM en la
ciudad de Huaraz).

Ilustración 2

Red MAN (Metropolitan Area Network, red de área
metropolitana) conecta diversas LAN cercanas geográficamente
(en un área de alrededor de cincuenta kilómetros) entre sí a alta
velocidad. Por lo tanto, una MAN permite que dos nodos
remotos se comuniquen como si fueran parte de la misma red de
área local. Una MAN está compuesta por conmutadores o routers
conectados entre sí con conexiones de alta velocidad
(generalmente cables de fibra óptica).
Las redes inalámbricas de área metropolitana (WMAN) también
se conocen como bucle local inalámbrico (WLL, Wireless Local
Loop). Las WMAN se basan en el estándar IEEE 802.16. Los
bucles locales inalámbricos ofrecen una velocidad total efectiva
de 1 a 10 Mbps, con un alcance de 4 a 10 kilómetros, algo muy
útil para compañías de telecomunicaciones.
La mejor red inalámbrica de área metropolitana es WiMax, que
puede alcanzar una velocidad aproximada de 70 Mbps en un
radio de varios kilómetros.
Red WAN (Wide Area Network, red de área extensa) son redes
punto a punto que interconectan ciudades, países y continentes.
Al tener que recorrer gran distancia sus velocidades son menores
que las redes LAN, aunque son capaces de transportar una
mayor cantidad de datos. Por ejemplo, una red troncal de fibra
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óptica para interconectar ciudades de un país (red de fibra óptica
entre Tumbes y Tacna), un enlace satelital entre países (Perú y
EEUU), un cable submarino entre continentes (América y
Europa).

Ilustración 3

1.2.2. Clasificación según el procesamiento, dependencia del servidor o
distribución lógica
Todo dispositivo electrónico (computador) tiene un lado servidor
y otro cliente, puede ser servidor de un determinado servicio
pero cliente de otro servicio.


Servidor. computador que ofrece información o servicios al
resto de los dispositivos electrónicos (computador) de la
red. La clase de información o servicios que ofrece,
determina el tipo de servidor como por ejemplo: servidor de
archivos, correo electrónico, comercio electrónico, base de
datos, proxy, comunicaciones, FTP, web, administración,
impresión, aplicaciones, etc.

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Ilustración 4



Cliente. Dispositivo electrónico (computador) que accede a
la información de los servidores o utiliza sus servicios.
Ejemplo: Cada vez que estamos viendo una página web
(almacenada en un servidor remoto) nos estamos
comportando como clientes. También seremos clientes si
utilizamos el servicio de impresión de una impresora
conectada a la red.

Ilustración 5

Dependiendo de si existe una función predominante o no
para cada nodo de la red, las redes se clasifican en:


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Red servidor / cliente. Uno o más computadoras actúan
como servidores y el resto como clientes. Son las más
potentes de la red. No se utilizan como puestos de trabajo.
Se pueden administrar de forma remota (Internet es una red
basada en la arquitectura cliente/servidor).



Ilustración 6



Redes entre iguales ó autónomo. No existe una jerarquía
en la red, todas las computadoras pueden actuar como
clientes (accediendo a los recursos) o como servidores
(ofreciendo recursos).

Ilustración 7

Pág. 9


Preguntas propuestas

1.- ¿Qué es una red de computadores?
2.- ¿Para qué se usan las redes?
3.- ¿Podemos clasificar las redes en las dimensiones de la tecnología de
transmisión y del tamaño?
4.- ¿Cuáles son las características de la LAN?
5.- ¿Cuáles son las características de la WAN?
6.- ¿Qué es el Internet?
7.- ¿Qué son las redes inalámbricas?

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Respuestas a las preguntas propuestas

1.

Un grupo interconectado
(computadores).





Compartir recursos, especialmente la información (los datos)
Proveer la confiabilidad, más de una fuente para los recursos
La escalabilidad de los recursos computacionales, si se necesita
más poder computacional, se puede comprar un cliente más, en
lugar de un nuevo mainframe
Comunicación, correo electrónico, chat, perifoneo.

de

dispositivos

electrónicos

2.-


3.



Tecnología de transmisión
 Broadcast. Un solo canal de comunicación compartido
por todas las computadoras. Un paquete mandado por
alguna computadora es recibido por todas las otras.
 Point-to-point. Muchas conexiones entre pares
individuales de computadoras. Los paquetes de A y B
pueden atravesar computadoras intermedias, entonces se
necesita el ruteo (routing) para dirigirlos.
Tamaño (escala)
 LAN (local area network): 10 m a 45 km
 WAN (wide area network): 100 km a 1.000 km
 Internet: mayor a 10.000 km

4.



Normalmente usan la tecnología de broadcast, un solo cable con
todas las computadoras conectadas.
El tamaño es restringido, así el tiempo de transmisión del peor
caso es conocido.
Las velocidades típicas son de 10, 100, 1000 Mbps

5.

Consisten en una colección de hosts (computador) o LAN de
hosts conectados por una subred.
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



La subred consiste en las líneas de transmisión y los ruteadores
que son dispositivos electrónicos dedicados a cambiar de ruta.
Se mandan los paquetes de un ruteador a otro.
Se dice que la red es packet-switched (paquetes ruteados) o
store-and-forward (guardar y reenviar).

6.

El internet es una red de redes vinculadas por gateways, que son
dispositivos electrónicos que pueden traducir entre formatos
incompatibles.



Una red inalámbrica usa radio, microondas, satélites, infrarrojo,
u otros mecanismos para comunicarse.
Se pueden combinar las redes inalámbricas con los
computadores móviles, pero los dos conceptos son distintos,
ejemplos:

7.-



Tabla 1
Inalámbrico

Pág. 12

Móvil

Aplicación

No
No
Sí
Sí

No
Sí
No
Sí

Workstations estacionarias
Uso de una PC portable en un hotel
LAN en un edificio sin cables
PDA (personal digital assistant) para inventario



Capítulo 2
SISTEMA DE COMUNICACIÓN DE DATOS

2.1. Comunicación de datos
El propósito fundamental de las comunicaciones de datos es el de
intercambiar información entre dos sistemas (fuente y destino).
La figura1, muestra un modelo sistémico de comunicaciones, donde:





La información es introducida mediante un dispositivo de
entrada a un Sistema Fuente y que mediante un transmisor es
convertida en una señal que depende de las características del
medio de transmisión.
En el otro extremo en el Sistema Destino, el receptor recibe la
señal transmitida y es aproximadamente igual a la señal de
entrada (información).
Finalmente, el dispositivo de salida entrega el mensaje
(información transmitida)

Ilustración 8

2.2. Tareas de un sistema de comunicación de datos
Como otro enfoque adicional se muestra a continuación en la Tabla2,
las tareas claves que desarrolla un sistema de comunicación de datos,
siendo las tareas arbitrarias, pueden ser mezclados, agregados o
pueden ser realizados en diferentes niveles del sistema.

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Tabla 2

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12

Tareas
Utilización del sistema transmisión
Interface
Generación de señales
Sincronización
Administración de intercambios
Detección y corrección de errores
Control de flujo
Direccionamiento y enrutamiento
Recuperación
Formato del mensaje
Protección
Administración del sistema

Utilización del sistema transmisión
Necesidad de hacer un uso eficiente de las facilidades de transmisión
que son típicamente compartidas entre varios dispositivos de
comunicación. Se usan varias técnicas como:
Tabla 3
Técnicas
Multiplexaje
Control de
congestión

Característica
Para asignar la capacidad total del medio de
transmisión entre varios usuarios.
Para que el sistema no se sobrecargue por excesiva
demanda de los servicios de transmisión.

Interface
Para comunicarse, un dispositivo debe tener una Interface con el
sistema de transmisión. Mediante el uso de señales electromagnéticas
que se propagan sobre un medio de transmisión.
Generación de señales
Se requiere la generación de señales para la comunicación. La
propiedad de estas señales, tanto en forma como en intensidad, debe
ser capaz de propagarse a través del medio de transmisión y de ser
interpretables como datos en el receptor

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Sincronización
Tiene que haber alguna forma de sincronización entre el transmisor y
receptor. El receptor debe ser capaz de determinar cuando una señal
empieza a llegar y cuando termina, así como la duración de cada
elemento de señal.
Administración de intercambios
Si los datos deben ser intercambiados en ambas direcciones por un
periodo de tiempo, las dos partes deben cooperar. Teniendo en cuenta
las convenciones tales como:
 Si ambos dispositivos podrían transmitir simultáneamente o
deben hacerlo por turnos.
 La cantidad de datos que debe ser enviado cada vez.
 El formato de los datos.
 Que hacer si se presentan ciertas contingencias como errores.
Detección y corrección de errores
Para circunstancias donde los errores no pueden ser tolerados, se
requiere detección y corrección de errores, como el caso de los
sistemas de procesamiento de datos.
Control de flujo
Se requiere un control de flujo para que la fuente no sobrecargue el
medio ni el destino al enviar datos más rápido de lo que estos puedan
ser procesados y absorbidos.
Direccionamiento y enrutamiento
Cuando más de dos dispositivos comparten un medio de transmisión
el sistema debe ser informado por la fuente de la identidad de la
estación destinataria. El sistema debe asegurar que la estación de
destino y sola esa estación, reciba los datos.
Recuperación
Un concepto distinto al de corrección de errores es el recuperación.
Esta técnica es necesaria cuando un intercambio de información, tal
como una transacción con una base de datos, es interrumpido por una
falla en alguna parte del sistema. El objetivo de esta técnica es que el
sistema pueda reasumir la actividad en el punto de la interrupción o al

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menos que restaure el estado de los sistemas involucrados, a la
condición previa al inicio del intercambio de información.
Formato del mensaje
Involucra un acuerdo entre ambas partes, la forma de los datos que
van intercambiarse. Ambas partes deben usar el mismo código
binario de caracteres.
Protección
Es importante proporcionar algún grado de protección al sistema de
comunicación de datos. El remitente de los datos desearía tener la
seguridad de que solo el destinatario recibirá sus datos y viceversa,
Administración del sistema
Un sistema de comunicación de datos es tan complejo que no puede
funcionar por si mismo. Requiere capacidades de administración del
sistema para configurarlo, supervisar su estado, reaccionar ante fallas,
sobrecargas y planear inteligentemente su crecimiento futuro

2.2. Conmutación de circuitos, de mensajes y de paquetes
Conmutar, es el procesamiento que realiza un nodo que recibe
información de una línea por una determinada interfaz y la reenvía por
otra interfaz, con el objetivo de que llegue a un destinatario final
(direccionamiento).
La comunicación entre un origen y un destino habitualmente pasa por
nodos intermedios que se encargan de encauzar el tráfico. Por
ejemplo, en las llamadas telefónicas los nodos intermedios son las
centralitas telefónicas y en las conexiones a Internet, los routers o
encaminadores. Dependiendo de la utilización de estos nodos
intermedios, se distingue entre conmutación de circuitos, de mensajes
y de paquetes.


Pág. 16

En la conmutación de circuitos se establece un camino físico
entre el origen y el destino durante el tiempo que dure la
transmisión de datos. Este camino es exclusivo para los dos
extremos de la comunicación: no se comparte con otros
usuarios (ancho de banda fijo). Si no se transmiten datos o se
transmiten pocos se estará infrautilizando el canal. Las
comunicaciones a través de líneas telefónicas analógicas (RTB)



o digitales (RDSI) funcionan mediante conmutación de
circuitos.

Ilustración 9



Un mensaje que se transmite por conmutación de mensajes va
pasando desde un nodo al siguiente, liberando el tramo anterior
en cada paso para que otros puedan utilizarlo y esperando a que
el siguiente tramo esté libre para transmitirlo. Esto implica que
el camino origen-destino es utilizado de forma simultánea por
distintos mensajes. Sin embargo, éste método no es muy útil en
la práctica ya que los nodos intermedios necesitarían una
elevada memoria temporal para almacenar los mensajes
completos. En la vida real podemos compararlo con el correo
postal.

Ilustración 10



Finalmente, la conmutación de paquetes es la que realmente se
utiliza cuando hablamos de redes. Los mensajes se fragmentan
en paquetes y cada uno de ellos se envía de forma
independiente desde el origen al destino. De esta manera, los
nodos (routers) no necesitan una gran memoria temporal y el
tráfico por la red es más fluido. Nos encontramos aquí con una
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serie de problemas añadidos: la pérdida de un paquete
provocará que se descarte el mensaje completo; además, como
los paquetes pueden seguir rutas distintas puede darse el caso
de que lleguen desordenados al destino. Esta es la forma de
transmisión que se utiliza en Internet: los fragmentos de un
mensaje van pasando a través de distintas redes hasta llegar al
destino.

Ilustración 11

2.3. Comunicación simplex, half-duplex y full-duplex
 En una comunicación simplex existe un solo canal
unidireccional, el origen puede transmitir al destino pero el
destino no puede comunicarse con el origen. Por ejemplo, la
radio y la televisión.

Ilustración 12



En una comunicación half-duplex existe un solo canal que
puede transmitir en los dos sentidos pero no simultáneamente,
las estaciones se tienen que turnar. Esto es lo que ocurre con
las emisoras de radioaficionados.

Ilustración 13

Pág. 18





Por último, en una comunicación full-duplex existen dos
canales, uno para cada sentido, ambas estaciones pueden
transmitir y recibir a la vez. Por ejemplo, el teléfono.

Ilustración 14

2.4. Mecanismos de detección de errores
¿Cómo puede saber el receptor que ha recibido el mismo mensaje que
envió el emisor? ¿Cómo puede saber que no se ha producido ningún
error que haya alterado los datos durante la transmisión?
Se necesitan mecanismos de detección de errores para garantizar
transmisiones libres de errores. Si el receptor detecta algún error,
puede actuar de diversas maneras según los protocolos que esté
utilizando. La solución más sencilla es enviarle un mensaje al emisor
pidiéndole que le reenvíe de nuevo la información que llegó
defectuosa.
Los mecanismos de detección se basan en añadir a las transmisiones
una serie de bits adicionales, denominados bits de redundancia. La
redundancia es aquella parte del mensaje que sería innecesaria en
ausencia de errores (es decir, no aporta información nueva, sólo
permite detectar errores). Algunos métodos incorporan una
redundancia capaz de corregir errores. Estos son los mecanismos de
detección y corrección de errores.

Ilustración 15

Paridad
Las transmisiones se dividen en palabras de cierto número de bits (por
ejemplo, 8 bits) y se envían secuencialmente. A cada una de estas
palabras se le añade un único bit de redundancia (bit de paridad) de tal
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forma que la suma de todos los bits de la palabra sea siempre un
número par (paridad par) o impar (paridad impar).
El emisor envía las palabras añadiendo los correspondientes bits de
paridad. El receptor comprobará a su llegada que la suma de los bits
de la palabra incluyendo la redundancia es un número par (si la
codificación convenida entre emisor-receptor es de paridad par) o un
número impar (paridad impar). Si el receptor encuentra alguna palabra
que no se ajuste a la codificación establecida, le solicitará al emisor
que le reenvíe de nuevo la información.

Ilustración 16

La paridad únicamente permite detectar errores simples, esto es, que
varíe un único bit en cada palabra. Si varían 2 bits, este mecanismo no
es capaz de detectar el error.
Veamos un ejemplo de paridad par:
Tabla 4
Datos
(8 bits)
10110110
00101001
11001001
11111010
00010000

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Datos + redundacia
(9 bits)
101101101
001010011
110010010
111110100
000100001

Suma de bits
6
4
4
6
2



El receptor realizará la suma de bits a la llegada del mensaje. Si
alguna palabra no suma un número par, significará que se ha
producido un error durante la transmisión.

CRC (Código de Redundancia Cíclica)
Los códigos de paridad tienen el inconveniente de que se requiere
demasiada redundancia para detectar únicamente errores simples. En
el ejemplo que hemos visto, sólo 8 de 9 bits de información
transmitida contenían datos, el resto era redundancia.
Los códigos de redundancia cíclica (CRC) son muy utilizados en la
práctica para la detección de errores en largas secuencias de datos. Se
basan en representar las cadenas de datos como polinomios. El emisor
realiza ciertas operaciones matemáticas antes de enviar los datos. El
receptor realizará, a la llegada de la transmisión, una división entre un
polinomio convenido (polinomio generador). Si el resto es cero, la
transmisión ha sido correcta. Si el resto es distinto significará que se
han producido errores y solicitará la retransmisión al emisor.

Ilustración 17

2.5. Control de flujo
El control de flujo determina cómo enviar la información entre el
emisor y el receptor de forma que se vaya recibiendo correctamente
sin saturar al receptor. Nótese que puede darse el caso de un emisor
rápido y un receptor lento (o un receptor rápido pero que esté
realizando otras muchas tareas).
El mecanismo más sencillo de control de flujo se basa en devolver una
confirmación o acuse de recibo (ACK) cada vez que el receptor reciba
algún dato correcto o una señal de error (NACK) si el dato ha llegado

Pág. 21


dañado. Cuando el emisor recibe un ACK pasa a enviar el siguiente
dato. Si, en cambio, recibe un NACK reenviará el mismo dato.
El procedimiento anterior tiene el gran inconveniente de que el canal
se encuentra infrautilizado, hasta que el emisor no reciba un ACK no
enviará ningún dato más, estando el canal desaprovechado todo ese
tiempo. Una mejora de este método es el envío de una serie de datos
numerados, de tal forma que en un sentido siempre se estén enviando
datos (dato1, dato2, dato3...) y en el otro sentido se vayan recibiendo
las confirmaciones (ACK1, ACK2, ACK3...). La cantidad de datos
pendientes de ACK o NACK se establecerá según la memoria
temporal del emisor.

Ilustración 18

Pág. 22




1.- ¿Qué hechos trascendentales ha producido la revolución de la
comunicación entre computadoras?
2.- ¿A qué se refiere la utilización del sistema de transmisión?
3.- ¿Qué debe tener un dispositivo para comunicarse?
4.- ¿Qué se requiere una vez establecida la interface?
5.- ¿Cuáles son las convenciones para la administración de intercambios?
6.- ¿Qué se requiere para las circunstancias donde los errores no pueden
ser tolerados?
7.- ¿A qué se refiere los conceptos de DIRECCIONAMIENTO
ENRUTAMIENTO?

Y

8.- ¿Qué es la técnica de RECUPERACIÓN?
9.- ¿Qué involucra el FORMATO DEL MENSAJE?
10.- Si el remitente de los datos desearía tener la seguridad de que sólo el
destinatario recibirá sus datos y viceversa ¿Qué técnica usaría ?
11.- ¿Qué requiere un sistema de comunicación de datos?

Pág. 23



1.



No hay diferencia fundamental entre procesamiento de datos
(computadoras) y comunicación de datos (equipos de
conmutación y transmisión).
No hay diferencia fundamental entre las comunicaciones de
datos, voz y video.
Las líneas entre computadoras de un solo procesador,
computadoras con multiprocesadores, redes locales, redes
metropolitanas y redes de gran alcance se han traslapado (puesto
borrosas).

2.



Se refiere a la necesidad de hacer un uso eficiente de las
facilidades de transmisión que son típicamente compartidas entre
varios dispositivos de comunicación.
Se usan varias técnicas (como multiplexaje) para asignar la
capacidad total del medio de transmisión entre varios usuarios.
Además se requiere varias técnicas de control de congestión para
que el sistema se sobrecargue por excesiva demanda de los
servicios de transmisión.

3.

Para comunicarse, un dispositivo debe tener una INTERFACE
con el sistema de transmisión.



Una vez que la interface esté establecida, se requiere de la
GENERACIÓN DE SEÑALES para la comunicación.
La propiedad de estas señales, tanto en forma como en
intensidad, deben ser tales que ellas sean capaces de propagarse
a través del medio de transmisión y de ser interpretables como
datos en el receptor.
No solamente las señales generadas deben conformar los
requerimientos del sistema de transmisión y del receptor, sino
que también debe haber alguna forma de SINCRONIZACIÓN
entre el transmisor y el receptor.

4.-





Pág. 24





El receptor debe ser capaz de determinar cuándo una señal
empieza a llegar y cuándo termina. También debe saber la
duración de cada elemento de señal.

5.a)

Si ambos dispositivos podrían transmitir simultáneamente o
deben hacerlo por turnos
b) La cantidad de datos que debe ser enviado cada vez
c) El formato de los datos
d) Qué hacer si se presentan ciertas contingencias como errores.
6.



Se requiere DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES.
Éste es usualmente el caso de sistemas de procesamiento de
datos. Por ejemplo, en la transferencia del archivo de una
computadora a otra, implemente no es aceptable que el contenido
de ese archivo sea alterado accidentalmente.
Además se requiere un CONTROL DE FLUJO para que la
fuente no sobrecargue el medio ni el destino al enviar datos más
rápido de lo que éstos puedan ser procesados y absorbidos.

7.



Cuando más de dos dispositivos comparten un medio de
transmisión, el sistema debe ser informado por la fuente de la
identidad de la estación destinataria.
El sistema de transmisión debe asegurar que la estación de
destino, y sólo esa estación, reciba los datos.
Aún más, este sistema puede ser en sí mismo una red a través de
la cual se pueda escoger varias trayectorias, y de las cuales se
elige una ruta específica.

8.


Esta técnica es necesaria cuando un intercambio de información,
tal como una transacción con una base de datos, es interrumpido
por una falla en alguna parte del sistema.
El objetivo de esta técnica es que el sistema pueda reasumir la
actividad en el punto de la interrupción o al menos que restaure
el estado de los sistemas involucrados, a la condición previa al
inicio del intercambio de información.

Pág. 25


9.


El FORMATO DEL MENSAJE involucra un acuerdo entre
ambas partes, “la forma de los datos” que van a intercambiarse.
Ambas partes deben usar el mismo código binario de caracteres.

10.

Proporcionar algún grado de PROTECCIÓN al sistema de
comunicación de datos.



Un sistema de comunicación de datos es tan complejo que no
puede funcionar por sí mismo.
Requiere capacidades de ADMINISTRACIÓN DEL SISTEMA
para configurarlo, supervisar su estado, reaccionar ante fallas y
sobrecargas y planear inteligentemente su crecimiento futuro.

11.-



Pág. 26



Capítulo 3

MODELOS DE RED

3.1. Modelo de referencia ISO/OSI
El modelo OSI (Open Systems Interconnection, interconexión de
sistemas abiertos) fue un intento de la Organización Internacional de
Normas (ISO) para la creación de un estándar que siguieran los
diseñadores de nuevas redes.
El modelo OSI, patrocinado por la Comunidad Europea y más tarde,
por el gobierno de los Estados Unidos, nunca llegó a tener la
implantación esperada. Entre otros motivos, porque el modelo TCP/IP
ya había sido aceptado por aquella época entre investigadores los
cuales se resistieron a un cambio que, para la mayoría, era un cambio
a peor.
Las bases que sustentan Internet son realmente sencillas y quizás esto
ha sido la clave de su éxito; el modelo OSI, en cambio, fue tan
ambicioso y complejo que terminó arrinconado en las estanterías de
los laboratorios.
Se trata de un modelo teórico de referencia: únicamente explica lo que
debe hacer cada componente de la red sin entrar en los detalles de
implementación.
Según Gerardo Jiménez Rochabrum1. “El modelo OSI, define como
los fabricantes de productos de hardware y software, pueden crear
productos que funcionen con los productos de los fabricantes, sin
necesidad de controladores especiales o equipamiento opcional”.
La Tabla 5, muestra las 7 capas del modelo ISO/OSI. Las tres
primeras capas se utilizan para enrutar, esto es, mover la información
de unas redes a otras. En cambio, las capas superiores son exclusivas
de los nodos origen y destino. La capa física está relacionada con el
medio de transmisión. En el extremo opuesto se encuentra la capa de
aplicación.
Gerardo Jiménez Rochabrum, “Redes y Cableado Estructurado”. Empresa Editora
RITISA. 1ra.Edicion. Pág. 92. Perú. 2005.
1

Pág. 27


Tabla 5

Capa

Nivel

Función / Característica

7

Aplicación

Programas de aplicación que usa la
red.

6

Presentación

Estandariza la forma en que se
presentan los datos a las aplicaciones.

5

Sesión

Gestiona las conexiones entre
aplicaciones cooperativas.

4

Transporte

3

Red

2

Enlace de datos

1

Físico

Proporciona servicios de detección y
corrección de errores.
Gestiona conexiones a través de la
red para las capas superiores.
Proporciona servicio de envío de
datos a través del enlace físico.
Define las características físicas de la
red material.

Los creadores del modelo OSI consideraron que era 7 el número de
capas que mejor se ajustaba a sus requisitos.
OSI ofrece un modo útil de realizar la interconexión y la
interoperabilidad entre redes, su objetivo es promover la interconexión
de sistemas abiertos.
Es la propuesta que hizo la ISO (International Standards Organization)
para estandarizar la interconexión de sistemas abiertos.
Un sistema abierto se refiere a que es independiente de una
arquitectura específica.
La Tabla 6, relaciona las capas con las principales tecnologías y
protocolos que intervienen en cada una de las capas en una red.

Pág. 28



Tabla 6

Capa

Nivel

Tecnologías y Protocolos de Red
DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS,
NNTP, NTP, POP3, SMB/CIFS, SMTP,
SNMP, SSH, TELNET, SIP.

7

Aplicación

6
5

Presentación
Sesión

XML, ASN, MIME, SSL/TLS.

4

Transporte

TCP, SCTP, SPX, UDP.

3

Red

IP, APPLE TALK, IPX, NETBEUI,
X.25, ICMP, IGMP

2

Enlace de
datos

ETHERNET, ATM, FRAME RELAY,
HDLC, PPP, TOKEN RING, WI-FI,
STP, ARP, RARP.

1

Física

Cable de par trenzado, cable
coaxial, cable fibra óptica,
microondas, radio.

NETBIOS, RPC.

La Ilustración 19, muestra el nivel o capa donde funcionan los equipos
de red.

Ilustración 19

Pág. 29


Según Alberto León-García, Indra Widjaja2. “El modelo de referencia
OSI divide el proceso global de comunicación en funciones que son
desempeñadas por varias capas. En cada capa, un proceso en una
computadora desarrolla una conversación con un proceso paritario en
la otra computadora.”
Cada capa añade algo nuevo a la comunicación, como vamos a ver
ahora:
 Capa física. Se refiere a medio físico real en el que ocurre la
comunicación. Este puede ser un cable CAT5 de cobre, un par
de fibras ópticas, ondas de radio, o cualquier medio capaz de
transmitir señales. Cables cortados, fibras partidas, e
interferencias de RF constituyen, todos, problemas de capa
física. Se encarga de la transmisión de bits por un medio de
transmisión, ya sea un medio guiado (un cable) o un medio no
guiado (inalámbrico). Esta capa define, entre otros aspectos, lo
que transmite cada hilo de un cable, los tipos de conectores, el
voltaje que representa un 1 y el que representa un 0. La capa
física será diferente dependiendo del medio de transmisión
(cable de fibra óptica, cable par trenzado, enlace vía satélite,
etc.) No interpreta la información que está enviando: sólo
transmite ceros y unos.
 Capa de enlace de datos. La comunicación en esta capa se
define se define como de enlace-local porque todos los nodos
conectados a esta capa se comunican directamente entre sí. En
redes modeladas de acuerdo con Ethernet, los nodos se
identifican por su dirección MAC (Control de Acceso al
medio). Este es un número exclusivo de 48 bits asignado de
fábrica a todo dispositivo de red. Envía tramas de datos entre
hosts (o routers) de una misma red. Delimita las secuencias de
bits que envía a la capa física, escribiendo ciertos códigos al
comienzo y al final de cada trama. Esta capa fue diseñada
originalmente para enlaces punto a punto, en los cuales hay que
aplicar un control de flujo para el envío continuo de grandes
cantidades de información. Para las redes de difusión (redes en
las que muchas computadoras comparten un mismo medio de
transmisión) fue necesario diseñar la llamada subcapa de
2

Alberto León-García, Indra Widjaja, “Redes de Comunicación”. Editorial Mc Graw Hill.
Pág. 43. España. 2002.
Pág. 30



acceso al medio. Esta subcapa determina quién puede acceder
al medio en cada momento y cómo sabe cada host que un
mensaje es para él, por citar dos problemas que se resuelven a
este nivel.
 Capa de red. Esta es la capa donde ocurre el enrutamiento. IP
es el más común de la capa de red. Se encarga de transferir los
paquetes desde la capa de enlace local a la de otras redes. Los
enrutadores cumplen esta función en una red por medio de al
menos dos interfaces de red, una en cada una de las redes que
se va interconectar. Se encarga del encaminamiento de
paquetes entre el origen y el destino, atravesando tantas redes
intermedias como sean necesarias. Los mensajes se fragmentan
en paquetes y cada uno de ellos se envía de forma
independiente. Su misión es unificar redes heterogéneas: todos
los host tendrán un identificador similar a nivel de la capa de
red (en Internet son las direcciones IP) independientemente de
las redes que tengan en capas inferiores (Token Ring con cable
coaxial, Ethernet con cable de fibra óptica, enlace submarino,
enlace por ondas, etc.).
 Capa de transporte. Provee un método para obtener un
servicio particular en un nodo de red específico. El protocolo
TCP garantiza que todos los datos lleguen a destino y se
reorganicen y entreguen a la próxima capa en el orden
apropiado. UDP es un protocolo no orientado a conexión
comúnmente usado para señales de video y audio de flujo
continuo. Únicamente se preocupa de la transmisión origendestino. Podemos ver esta capa como una canalización fiable
que une un proceso de un host con otro proceso de otro host.
Un host puede tener varios procesos ejecutándose: uno para
mensajería y otro para transferir archivos, por ejemplo. No se
preocupa del camino intermedio que siguen los fragmentos de
los mensajes. Integra control de flujo y control de errores, de
forma que los datos lleguen correctamente de un extremo a
otro.
 Capa de sesión. Maneja la sesión de comunicación lógica
entre aplicaciones. NetBios y RPC son dos ejemplos de
protocolo en ésta capa. Se encarga de iniciar y finalizar las
comunicaciones. Además proporciona servicios mejorados a la
capa de transporte como, por ejemplo, la creación de puntos de
sincronismo para recuperar transferencias largas fallidas.

Pág. 31


 Capa de presentación. Tienen que ver con representación de
datos, antes de que lleguen a la aplicación. Esta incluye
codificación MIME, compresión de datos, compresión de
formato, ordenación de los bytes, etc. Codifica los datos que
recibe de la capa de aplicación a un sistema convenido entre
emisor y receptor, con el propósito de que tanto textos como
números sean interpretados correctamente. Una posibilidad es
codificar los textos según la tabla ASCII y los números en
complemento a dos.
 Capa de aplicación. Es la capa con la que la mayoría de los
usuarios tiene contacto y es el nivel en el que ocurre la
comunicación humana. HTTP, FTP y STP son todos protocolos
de la capa de aplicación. El usuario se ubica por encima de esta
capa interactuando con la aplicación. Aquí se encuentran los
protocolos y programas que utiliza el usuario para sus
comunicaciones en red. Esta capa tendrá que ser adaptada para
cada tipo de computador, de forma que sea posible el envío de
un correo electrónico (u otros servicios) entre sistemas
heterogéneos como Macintosh, Linux o Windows.
La Ilustración 20, muestra los protocolos más importantes y su
relación en cada capa o nivel del modelo ISO / OSI.

Ilustración 20

Pág. 32



El modelo divide las redes en capas. Cada una de estas capas debe
tener una función bien definida y relacionarse con sus capas
inmediatas mediante unos interfaces también bien definidos. Esto
debe permitir la sustitución de una de las capas sin afectar al resto,
siempre y cuando no se varíen los interfaces que la relacionan con sus
capas superior e inferior.

7 Aplicación

Aplicación

6 Presentación

Presentación

5

Sesión

Sesión

4 Transporte

Transporte

3

Red

Red

Red

Red

2

Enlace de
datos

Enlace de
datos

Enlace de
datos

Enlace de
datos

1

Física

Física
Red
1

Host A

Física
Red
2

Router 1

Física
Red
3

Router 2

Host B

Ilustración 21

La Ilustración 21, muestra las 7 capas del modelo OSI. Las tres
primeras capas se utilizan para enrutar, esto es, mover la información
de unas redes a otras. En cambio, las capas superiores son exclusivas
de los nodos origen y destino. La capa física está relacionada con el
medio de transmisión (cableado concreto que utiliza cada red). En el
extremo opuesto se encuentra la capa de aplicación: un programa de
mensajería electrónica, por ejemplo. El usuario se situaría por encima
de la capa 7.

Pág. 33


La Ilustración 22, muestra el flujo de información entre capas.

Se envían
datos
7 Aplicación

6

C

Sesión

C

4 Transporte

3

Red

2

Enlace de
datos

C

1

Física

C

C

Aplicación

Datos

Presentació
n

Datos

Sesión

Transporte

Datos

C

Datos

Datos

Presentació
n

5

Se reciben
datos

Datos

Red

Datos

Bits

Host A

F

Enlace de
datos
Física
Host B

Ilustración 22

El host A es el nodo origen y el host B, el nodo destino. Nótese que
estos papeles se intercambian continuamente en cualquier
comunicación. Supongamos que mediante este modelo queremos
enviar un mensaje al usuario del host B. El mensaje son los "datos"
que se han dibujado por encima de la capa 7. Estos datos van
descendiendo de capa en capa hasta llegar a la capa física del host A.
Cada capa añade un encabezado (C = cabecera) a los datos que recibe
de la capa superior antes de enviárselos a su capa inferior. En la capa
de enlace de datos se ha añadido también una serie de códigos al final
de la secuencia (F = final) para delimitar no sólo el comienzo sino
también el final de un paquete de datos.
La capa física no entiende de datos ni de códigos, únicamente envía
una secuencia de bits por el medio de transmisión (un cable).
Estos bits llegarán, probablemente pasando por varios encaminadores
intermedios, hasta la capa física del host destino. A medida que se van
recibiendo secuencias de bits, se van pasando a las capas superiores.

Pág. 34



Cada capa elimina su encabezado antes de pasarlo a una capa superior.
Obsérvese que el mensaje que envía cada capa del host A a su capa
inferior es idéntico al que recibe la capa equivalente del host B desde
una capa inferior. Finalmente los datos llegarán a la capa de
aplicación, serán interpretados y mostrados al usuario del host B.
Los paquetes de datos de cada capa suelen recibir nombres distintos.
En la capa de enlace de datos se habla de marcos o tramas; en la capa
de red, de paquetes o datagramas. En la capa de transporte, en
ocasiones se utiliza el término segmento.
Cada capa se comunica con la capa equivalente de otro host (por
ejemplo, la capa de red de un host se entiende con la capa de red de
otro host). Sin embargo, como hemos visto, la comunicación
realmente se realiza descendiendo capas en el host origen,
transmitiendo por el medio físico y aumentando capas en el host
destino. Cada capa añade algo nuevo a la comunicación,
Sin embargo, la idea de la división por capas del modelo OSI es
realmente valiosa. Esta misma idea se aplica a todas las redes actuales,
incluyendo Internet.
Como hemos comentado al principio, OSI es un modelo teórico
general que da preferencia a un buen diseño en papel, antes que a la
implementación de los protocolos.

Pág. 35


3.2. Modelo TCP/IP
A diferencia del modelo OSI, el modelo TCP/IP no es un estándar
internacional, y su definición varía. Sin embargo, es usado a menudo
como un modelo práctico para entender y resolver fallas en redes
Internet. La mayor parte de Internet usa TCP/IP, así que podemos
plantear algunas premisas sobre las redes que las harán de más fácil
comprensión.
El modelo TCP/IP se hizo justamente al revés: primero vinieron los
protocolos y después, se pensó en sus especificaciones. De tal forma,
que el modelo TCP/IP únicamente es aplicable para la pila de
protocolos TCP/IP pero no es válido para nuevas redes.
En términos del modelo OSI, las capas cinco a siete quedan
comprendidas en la capa superior (la Capa de Aplicación). Las
primeras cuatro capas de ambos modelos son idénticas. Muchos
ingenieros de redes consideran todo lo que está por encima de la capa
cuatro como “sólo datos”, que van a variar de aplicación a aplicación.
Ya que las primeras tres capas son interoperables para los equipos de
casi todos los fabricantes, y la capa cuatro trabaja entre todos los
anfitriones que usan TCP/IP, y todo lo que está por arriba de la capa
cuatro es para aplicaciones específicas, este modelo simplificado
funciona bien cuando se construyen o detectan fallas en redes TCP/IP.
Una manera de mirar al modelo TCP/IP es pensar en una persona que
entrega una carta en un edificio de oficinas. Va a tener que interactuar
primero con la calle (capa física), poner atención al tráfico de la
misma (capa de enlace), doblar en los lugares correctos para
conectarse con otras calles y arribar a la dirección correcta (capa
Internet), ir al piso y oficina correcta (capa transporte) y finalmente
encontrar el destinatario o recepcionista que puede recibir la carta
(capa de aplicación). Una vez entregada la carta, el mensajero queda
libre.
Las cinco capas pueden ser recordadas fácilmente usando la frase:
Favor Entrar, Inmediatamente Tomar el Ascensor, para la secuencia
de capas Física, Enlace de Datos, Internet, Transporte y Aplicación, o
en inglés “Please Don‟t Look In The Attic,” que se usa por “Physical /
Data Link / Internet / Transport / Application”.
Internet no es un nuevo tipo de red física, sino un conjunto de
tecnologías que permiten interconectar redes muy distintas entre sí.
Pág. 36



Internet no es dependiente de la computadora ni del sistema operativo
utilizado.
De esta manera, podemos transmitir información entre un servidor
Unix y un computador que utilice Windows XP o entre plataformas
completamente distintas como Macintosh, AMD, Alpha o Intel.
Es más, entre una computadora y otra generalmente existirán redes
distintas: redes Ethernet, redes Token Ring e incluso enlaces vía
satélite.
Como vemos, está claro que no podemos utilizar ningún protocolo que
dependa de una arquitectura en particular. Lo que estamos buscando
es un método de interconexión general que sea válido para cualquier
plataforma, sistema operativo y tipo de red.
La familia de protocolos que se eligieron para permitir que Internet
sea una red de redes es TCP/IP.
Nótese aquí que hablamos de familia de protocolos ya que son
muchos los protocolos que la integran, aunque en ocasiones para
simplificar hablemos sencillamente del protocolo TCP/IP.
El protocolo TCP/IP tiene que estar a un nivel superior del tipo de red
empleado y funcionar de forma transparente en cualquier tipo de red.
Y a un nivel inferior de los programas de aplicación (páginas WEB,
correo electrónico, etc.) particulares de cada sistema operativo.
Todo esto nos sugiere el siguiente modelo de referencia:
El modelo TCP/IP tiene únicamente 3 capas:




Capa de red
Capa de transporte
Capa de aplicación.

No tiene las capas de sesión ni de presentación que, por otro lado,
estaban prácticamente vacías en el modelo OSI. Tampoco dice nada
de las capas física y de enlace a datos.
Sin embargo, nosotros seguiremos un modelo de referencia fruto de
combinar los modelos OSI y TCP/IP.
Se trata del modelo real que se está utilizando actualmente en las redes
TCP/IP.
La Tabla 7, refleja las 5 capas de nuestro modelo.

Pág. 37


Tabla 7

Capa

Nivel

Tecnologías y Protocolos de Red

5

Aplicación

DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS,
NNTP, NTP, POP3, SMB/CIFS, SMTP,
SNMP, SSH, TELNET, SIP.
XML, ASN, MIME, SSL/TLS.
NETBIOS.

4

Transporte

TCP, SCTP, SPX, UDP.

3

Red

IP, APPLE TALK, IPX, NETBEUI,
X.25.

2

Enlace de
datos

ETHERNET, ATM, FRAME RELAY,
HDLC, PPP, TOKEN RING, WI-FI,
STP.

1

Física

Cable de par trenzado, cable
coaxial, cable fibra óptica,
microondas, radio.

El nivel más bajo es la capa física. Aquí nos referimos al medio físico
por el cual se transmite la información. Generalmente será un cable
aunque no se descarta cualquier otro medio de transmisión como
ondas o enlaces vía satélite.
La capa de enlace de datos (acceso a la red) determina la manera en
que las estaciones (computadoras) envían y reciben la información a
través del soporte físico proporcionado por la capa anterior. Es decir,
una vez que tenemos un cable, ¿cómo se transmite la información por
ese cable? ¿Cuándo puede una estación transmitir? ¿Tiene que esperar
algún turno o transmite sin más? ¿Cómo sabe una estación que un
mensaje es para ella? Pues bien, son todas estas cuestiones las que
resuelve esta capa.
Las dos capas anteriores quedan a un nivel inferior del protocolo
TCP/IP, es decir, no forman parte de este protocolo.
La capa de red define la forma en que un mensaje se transmite a
través de distintos tipos de redes hasta llegar a su destino. El principal
protocolo de esta capa es el IP aunque también se encuentran a este
nivel los protocolos ARP, ICMP e IGMP. Esta capa proporciona el
direccionamiento IP y determina la ruta óptima a través de los
Pág. 38



encaminadores (routers) que debe seguir un paquete desde el origen al
destino.
La capa de transporte (protocolos TCP, SCTP, SPX, UDP) ya no se
preocupa de la ruta que siguen los mensajes hasta llegar a su destino.
Sencillamente, considera que la comunicación extremo a extremo está
establecida y la utiliza. Además añade la noción de puertos.
La capa de aplicación utiliza una familia de tecnologías y protocolos
de red (DNS, FTP, HTTP, IMAP, IRC, NFS, NNTP, NTP, POP3,
SMB/CIFS, SMTP, SNMP, SSH, TELNET, SIP. XML, ASN, MIME,
SSL/TLS. NETBIOS.).

Pág. 39



1.- ¿El modelo OSI es una arquitectura en particular?
2.- ¿El nivel físico que cuestiones define?
3.- ¿Cuál es el propósito del nivel de enlace?
4.- ¿Qué determina el nivel de red?
5.- ¿Qué servicios provee el nivel de transporte?
6.- ¿Qué servicios provee el nivel de sesión ?
7.- ¿Qué funciones provee el nivel de presentación ?
8.- ¿Qué define el nivel de aplicación ?
9.- ¿Cuál es el objetivo de los protocolos TCP/IP?
10.- ¿Cuáles son los protocolos a nivel de transporte?
11.- ¿Cuáles son las diferencias entre el modelo ISO/OSI y TCP/IP?

Pág. 40




1.

En realidad no es una arquitectura particular, porque no
especifica los detalles de los niveles, sino que los estándares de
ISO existen para cada nivel.



Las cuestiones de: voltajes, duración de un bit, establecimiento
de una conexión, número de polos en un enchufe, etc.



El propósito de este nivel es convertir el medio de transmisión
crudo en uno que esté libre de errores de transmisión.
El remitente parte los datos de input en marcos de datos (algunos
cientos de bytes) y procesa los marcos de acuse.
Este nivel maneja los marcos perdidos, dañados, o duplicados.
Regula la velocidad del tráfico.
En una red de broadcast, un subnivel (el subnivel de acceso
medio, o medium access sublayer) controla el acceso al canal
compartido.

2.-

3.-






4.


Determina el ruteo de los paquetes desde sus fuentes a sus
destinos, manejando la congestión a la vez.
Se incorpora la función de contabilidad.

5.





Es el primer nivel que se comunica directamente con su par en el
destino (los de abajo son de computador a computador).
Provee varios tipos de servicio (por ejemplo, un canal punto a
punto sin errores).
Podría abrir conexiones múltiples de red para proveer capacidad
alta.
Se puede usar el encabezamiento de transporte para distinguir
entre los mensajes de conexiones múltiples entrando en un
computador.
Provee el control de flujo entre los hosts.
Pág. 41


6.


Parecido al nivel de transporte, pero provee servicios
adicionales.
Por ejemplo, puede manejar tokens (objetos abstractos y únicos)
para controlar las acciones de participantes o puede hacer
checkpoints (puntos de recuerdo) en las transferencias de datos.

7.

Provee funciones comunes a muchas aplicaciones tales como
traducciones entre juegos de caracteres, códigos de números, etc.



Define los protocolos usados por las aplicaciones individuales,
como e-mail, telnet, ftp, etc.



Tiene como objetivos la conexión de redes múltiples y la
capacidad de mantener conexiones aun cuando una parte de la
subred esté perdida.
La red es packet - switched y está basada en un nivel de internet
sin conexiones. Los niveles físico y de enlace (que juntos se
llaman el "nivel de host a red" aquí) no son definidos en esta
arquitectura.
Los hosts pueden introducir paquetes en la red, los cuales viajan
independientemente al destino. No hay garantías de entrega ni de
orden.
Este nivel define el Internet Protocol (IP), que provee el ruteo y
control de congestión.

8.-

9.-





10.



Pág. 42

Transmission Control Protocol (TCP). Provee una conexión
confiable que permite la entrega sin errores de un flujo de bytes
desde una máquina a alguna otra en la internet. Parte el flujo en
mensajes discretos y lo monta de nuevo en el destino. Maneja el
control de flujo.
User Datagram Protocol (UDP). Es un protocolo no confiable y
sin conexión para la entrega de mensajes discretos. Se pueden
construir otros protocolos de aplicación sobre UDP. También se



usa UDP cuando la entrega rápida es más importante que la
entrega garantizada.
11.










OSI define claramente las diferencias entre los servicios, las
interfaces, y los protocolos.
o Servicio: lo que un nivel hace.
o Interfaz: cómo se pueden accesar los servicios.
o Protocolo: la implementación de los servicios
TCP/IP no tiene esta clara separación.
OSI fue definido antes de implementar los protocolos, los
diseñadores no tenían mucha experiencia con donde se debieran
ubicar las funcionalidades y algunas otras faltan. Por ejemplo,
OSI originalmente no tiene ningún apoyo para broadcast.
El modelo de TCP/IP fue definido después de los protocolos y se
adecúan perfectamente. Pero no otras pilas de protocolos.
OSI no tuvo éxito debido a:
o Mal momento de introducción: insuficiente tiempo
entre las investigaciones y el desarrollo del mercado a
gran escala para lograr la estandarización.
o Mala tecnología: OSI es complejo, es dominado por una
mentalidad de telecomunicaciones sin pensar en
computadores, carece de servicios sin conexión, etc.
o Malas implementaciones.
o Malas políticas: investigadores y programadores contra
los ministerios de telecomunicación
Sin embargo, OSI es un buen modelo (no los protocolos).
TCP/IP es un buen conjunto de protocolos, pero el modelo no es
general.

Pág. 43


Capítulo 4

CAPA FISICA
4.1. Medios de transmisión
La capa física determina el soporte físico o medio de transmisión por
el cual se transmiten los datos. Estos medios de transmisión se
clasifican en guiados y no guiados. Los primeros son aquellos que
utilizan un medio sólido (un cable) para la transmisión. Los medios no
guiados utilizan el aire para transportar los datos, son los medios
inalámbricos.
Los medios guiados:
Cable par trenzado, El par trenzado es similar al cable telefónico, sin
embargo consta de 8 hilos y utiliza unos conectores un poco más
anchos. Dependiendo del número de trenzas por unidad de longitud,
los cables de par trenzado se clasifican en categorías. A mayor número
de trenzas, se obtiene una mayor velocidad de transferencia.

Ilustración 23




Categoría 4, hasta 20 Mbps



Categoría 5 y Categoría 5e, hasta 100 Mbps



Pág. 44

Categoría 3, hasta 16 Mbps

Categoría 6, hasta 1 Gbps y más



Los cables par trenzado pueden ser a su vez de dos tipos:


UTP (Unshielded
apantallado)



STP (Shielded Twisted Pair, par trenzado apantallado)

Twisted

Pair,

par

trenzado

no

Ilustración 24

Los cables UTP son los más utilizados debido a su bajo costo y
facilidad de instalación. Los cables STP están embutidos en una malla
metálica que reduce las interferencias y mejora las características de la
transmisión. Sin embargo, tienen un costo elevado y al ser más
gruesos son más complicados de instalar.

Pág. 45


El cableado que se utiliza en la actualidad es UTP CAT5.
El cableado CAT6 es demasiado nuevo y es difícil encontrarlo en el
mercado.
Los cables STP se utilizan únicamente para instalaciones muy
puntuales que requieran una calidad de transmisión muy alta.
Los segmentos de cable van desde cada una de las estaciones hasta un
aparato denominado hub (concentrador) o switch (conmutador),
formando una topología de estrella.

Cable coaxial, El cable coaxial es similar al cable utilizado en las
antenas de televisión: un hilo de cobre en la parte central rodeado por
una malla y separados ambos elementos conductores por un cilindro
de plástico. Las redes que utilizan este cable requieren que los
adaptadores tengan un conector apropiado, los computadores forman
una fila y se coloca un segmento de cable entre cada computador y el
siguiente. En los extremos hay que colocar un terminador, que no es
más que una resistencia de 50 ohmios.

Pág. 46



Cable fibra óptica, En los cables de fibra óptica la información se
transmite en forma de pulsos de luz. En un extremo del cable se
coloca un diodo luminoso (LED) o bien un láser, que puede emitir luz,
y en el otro extremo se sitúa un detector de luz.

Curiosamente y a pesar de este sencillo funcionamiento, mediante los
cables de fibra óptica se llegan a alcanzar velocidades de varios Gbps.
Sin embargo, su instalación y mantenimiento tiene un costo elevado y
solamente son utilizados para redes troncales con mucho tráfico.

Pág. 47


Los cables de fibra óptica son el medio de transmisión elegido para las
redes de cable. Se pretende que este cable pueda transmitir televisión,
radio, Internet y teléfono.

Ilustración 25

Entre los medios no guiados se encuentran:
Ondas de radio. Son capaces de recorrer grandes distancias,
atravesando edificios incluso. Son ondas omnidireccionales, se
propagan en todas las direcciones. Su mayor problema son las
interferencias entre usuarios.
Las ondas electromagnéticas no necesitan de un medio material para
propagarse.

Pág. 48



Microondas. Estas ondas viajan en línea recta, por lo que emisor y
receptor deben estar alineados cuidadosamente. Tienen dificultades
para atravesar edificios. Debido a la propia curvatura de la tierra, la
distancia entre dos repetidores no debe exceder de unos 80 Kms. de
distancia.

Infrarrojos. Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos
sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones
de corta distancia.

Ilustración 26

Ilustración 27

Pág. 49


Ondas de luz. Las ondas láser son unidireccionales.

Ilustración 28

Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando
en cada uno de ellos un emisor láser y un foto detector.

Ilustración 29

4.2. Instalación de cableado
Cable coaxial
El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable
utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que
posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo,
encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular,
llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno
de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada
dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la
calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una
cubierta aislante.

Pág. 50



Ilustración 30

El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o
por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser
una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de
cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.
El cable coaxial es más resistente a interferencias y atenuación que el
cable de par trenzado, por esto hubo un tiempo que fue el más usado.
La malla de hilos absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma
que no afecten a los datos que se envían a través del cable interno. Por
esta razón, el cable coaxial es una buena opción para grandes
distancias y para soportar de forma fiable grandes cantidades de datos
con un sistema sencillo.
En los cables coaxiales los campos debidos a las corrientes que
circulan por el interno y externo se anulan mutuamente.
La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de
cobre. Tipos:






RG-58/U: Núcleo de cobre sólido.
RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados.
RG-59: Transmisión en banda ancha (TV).
RG-6: Mayor diámetro que el RG-59 y considerado para
frecuencias más altas que este, pero también utilizado para
transmisiones de banda ancha.
RG-62: Redes ARCnet.

Ilustración 31
Pág. 51


Estándares
La mayoría de los cables coaxiales tienen una impedancia
característica de 50, 52, 75, o 93 Ω. La industria de RF usa nombres
de tipo estándar para cables coaxiales.
En las conexiones de televisión (por cable, satélite o antena), los
cables RG-6 son los más comúnmente usados para el empleo en el
hogar, y la mayoría de conexiones fuera de Europa es por conectores
F.

Ilustración 32

Tipos de cable coaxial RG
Tabla 8

Tipo

Núcleo

RG-6/U
RG-6/UQ
RG-8/U
RG-9/U
RG-11/U
RG-58
RG-59
RG-62/U
RG-62A
RG-174/U
RG-178/U
RG-179/U
RG-213/U
RG-214/U
RG-218
RG-223
RG-316/U

Pág. 52

Impedancia [Ω]
75
75
50
51
75
50
75
92
93
50
50
75
50
50
50
50
50

1.0 mm
2.17 mm
1.63 mm
0.9 mm
0.81 mm

0.48 mm
7x0.1 mm Ag pltd Cu clad Steel
7x0.1 mm Ag pltd Cu
7x0.0296 en Cu
7x0.0296 en
0.195 en Cu
2.74mm
7x0.0067 in



Conectores para cable coaxial
Conector BNC

Ensamblaje del conector BNC:

Ilustración 33

Conector PL-259

Pág. 53


Ensamblaje del conector PL-259:

Ilustración 34

Cable par trenzado
El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos
conductores eléctricos aislados son entrelazados para tener menores
interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los
cables adyacentes.
El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el
área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento
eléctrico en la señal, se ve aumentada.
En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar
señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son
combinadas mediante sustracción en el destino.
El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción
debido a que ambos cables están expuestos a EMI similares.

Ilustración 35

Pág. 54



Estándar para el cableado de telecomunicaciones de edificios
comerciales
Estándar de la Industria Americana:




EIA/TIA – 568
EIA/TIA – 568A
EIA/TIA – 568B

–
–
–

Julio 1991
Octubre 1995
1998/1999

Provee una estructura común para el diseño e instalaciones de cables
de telecomunicaciones y hardware de conectividad en los edificios
comerciales.
Norma 568-A
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)

Blanco-Verde
verde
Blanco-Naranja
azul
Blanco-Azul
Naranja
Blanco-Marrón
Marrón

Norma 568-B
1)
2)
3)
4)
5)
6)
7)
8)

Blanco-Naranja
Naranja
Blanco-Verde
Azul
Blanco-Azul
Verde
Blanco-Marrón
Marrón

Tipos de conexión
Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables
rectos o cables cruzados dependiendo de su utilización.
Cable par trenzado directo (pin a pin)
Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo).
Cada extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B)
de configuración. La razón es que el concentrador es el que realiza el
cruce de la señal.

Pág. 55


Los conectores de cada extremo siguen el mismo esquema de colores.
Estos cables se utilizan para unir:
 computador con hub.
 2 hubs (utilizando el puerto uplink de uno de ellos y un puerto
normal del otro).

Ilustración 36

Cable par trenzado cruzado (cross-over)
Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo
tipo, dos enrutadores, dos concentradores. También se utiliza cuando
conectamos 2 computadores directamente, sin que haya enrutadores o
algún elemento de por medio.
Para hacer un cable cruzado se usará una de las normas en uno de los
extremos del cable y la otra norma en el otro extremo.
Lo que estamos haciendo es cruzar los pines de transmisión (Tx+ y
Tx-) de un extremo con los pines de recepción (Rx+ y Rx-) del otro.
De acuerdo al siguiente esquema:

Ilustración 37

Pág. 56



Estos cables se utilizan para unir:


2 computadores sin necesidad de hub (el cable va de una tarjeta
de red a la otra).



2 hubs (sin utilizar el puerto uplink de ninguno de ellos o
utilizando el puerto uplink en ambos).

Conectores para cable de par trenzado
Conector RJ-45 / MACHO

Ilustración 38

Conector RJ-45 / HEMBRA

Ilustración 39

Pág. 57


4.3. Comparación entre hub y switch
Un hub pertenece a la capa física: se puede considerar como una
forma de interconectar unos cables con otros. Un switch, en cambio,
trabaja en la capa de acceso a la red (son la versión moderna de los
puentes o bridges) pero también puede tratarse como un sistema de
interconexión de cables, eso sí, con cierta inteligencia. Los puestos de
la red no tienen forma de conocer si las tramas Ethernet que están
recibiendo proceden de un hub, switch o han pasado directamente
mediante un cable par trenzado cruzado. Estos dispositivos no
requieren ninguna configuración software: únicamente con
enchufarlos ya comienzan a operar.
Nota: Un router (encaminador) pertenece a la capa de red. Trabaja
con direcciones IP. Se utiliza para interconectar redes y requiere una
configuración. Podemos averiguar los routers que atraviesan nuestros
datagramas IP mediante el comando Tracert.
Un hub o concentrador es el punto central desde el cual parten los
cables de par trenzado hasta las distintos puestos de la red, siguiendo
una topología de estrella. Se caracterizan por el número de puertos y
las velocidades que soportan. Por ejemplo, son habituales los hub
10/100 de 8 puertos.
 Los hub difunden la información que reciben desde un puerto por
todos los demás (su comportamiento es similar al de un ladrón
eléctrico).
 Todas sus ramas funcionan a la misma velocidad. Esto es, si
mezclamos tarjetas de red de 10/100 Mbps y 10 Mbps en un
mismo hub, todas las ramas del hub funcionarán a la velocidad
menor (10 Mbps).
 Es habitual que contengan un diodo luminoso para indicar si se
ha producido una colisión. Además, los concentradores disponen
de tantas lucecitas (LED) como puertos para informar de las
ramas que tienen señal.

Ilustración 40

Pág. 58



Un switch o conmutador es un hub mejorado: tiene las mismas
posibilidades de interconexión que un hub (al igual que un hub, no
impone ninguna restricción de acceso entre los computadores
conectados a sus puertos). Sin embargo se comporta de un modo más
eficiente reduciendo el tráfico en las redes y el número de colisiones.
 Un switch no difunde las tramas Ethernet por todos los puertos,
sino que las retransmite sólo por los puertos necesarios. Por
ejemplo, si tenemos un computador A en el puerto 3, un
computador B en el puerto 5 y otro computador C en el 6, y
enviamos un mensaje desde A hasta C, el mensaje lo recibirá el
switch por el puerto 3 y sólo lo reenviará por el puerto 6 (un hub
lo hubiese reenviado por todos sus puertos).
 Cada puerto tiene un buffer o memoria intermedia para
almacenar tramas Ethernet.
 Puede trabajar con velocidades distintas en sus ramas
(autosensing): unas ramas pueden ir a 10 Mbps y otras a 100
Mbps.
 Suelen contener 3 diodos luminosos para cada puerto: uno indica
si hay señal (link), otro la velocidad de la rama (si está
encendido es 100 Mbps, apagado es 10 Mbps) y el último se
enciende si se ha producido una colisión en esa rama.

Ilustración 41

Ilustración 42

¿Cómo sabe un switch los computadores que tiene en cada rama?
Lo averigua de forma automática mediante aprendizaje. Los
conmutadores contienen una tabla dinámica de direcciones físicas y
números de puerto. Nada más enchufar el switch esta tabla se
Pág. 59


encuentra vacía. Un procesador analiza las tramas Ethernet entrantes y
busca la dirección física de destino en su tabla. Si la encuentra,
únicamente reenviará la trama por el puerto indicado. Si por el
contrario no la encuentra, no le quedará más remedio que actuar como
un hub y difundirla por todas sus ramas.
Las tramas Ethernet contienen un campo con la dirección física de
origen que puede ser utilizado por el switch para agregar una entrada a
su tabla basándose en el número de puerto por el que ha recibido la
trama. A medida que el tráfico se incrementa en la red, la tabla se va
construyendo de forma dinámica. Para evitar que la información
quede desactualizada (si se cambia un computador de sitio, por
ejemplo) las entradas de la tabla desaparecerán cuando agoten su
tiempo de vida (TTL), expresado en segundos.
Dominios de colisión
Un dominio de colisión es un segmento del cableado de la red que
comparte las mismas colisiones. Cada vez que se produzca una
colisión dentro de un mismo dominio de colisión, afectará a todos los
computadores conectados a ese segmento pero no a los computadores
pertenecientes a otros dominios de colisión.
Todas las ramas de un hub forman un mismo dominio de colisión (las
colisiones se retransmiten por todos los puertos del hub). Cada rama
de un switch constituye un dominio de colisiones distinto (las
colisiones no se retransmiten por los puertos del switch). Este es el
motivo por el cual la utilización de conmutadores reduce el número de
colisiones y mejora la eficiencia de las redes. El ancho de banda
disponible se reparte entre todos los computadores conectados a un
mismo dominio de colisión.
Nota: Podemos indicar un número aproximado de 25-30 como
medida máxima de computadores que se pueden conectar dentro de
un mismo dominio de colisión. Sin embargo, este número dependerá
en gran medida del tráfico de la red. En redes con mucho tráfico se
debe tratar de reducir el número de computadores por dominio de
colisión lo más posible mediante la creación de distintos dominios de
colisión conectados por switches o mediante la creación de distintas
subredes conectadas por routers.
¿Qué instalar hubs o switches?
 Siempre que el presupuesto lo permita elegiremos un switch
antes que un hub.
Pág. 60







Si nuestra red tiene un elevado número de computadores (hay
que utilizar varios concentradores enlazados) pero sólo nos
podemos permitir un switch, éste lo colocaremos en el lugar de
la red con más tráfico (habitualmente será el concentrador
situado en el centro de la estrella de estrellas o bien, aquél que
contenga a los servidores). En el resto de las posiciones
colocaremos hubs. El esquema descrito se utiliza a menudo: un
hub en cada departamento y un switch para interconectar los
departamentos con los servidores. Desde luego, lo ideal sería
colocar switches en todas las posiciones.
Además de la mejora en eficiencia que supone utilizar un switch
frente a un hub, debemos considerar también el aumento de
seguridad: si en un computador conectado a un switch se instala,
con fines nada éticos, un programa para escuchar el tráfico de la
red (sniffer), el atacante sólo recibirá las tramas Ethernet que
corresponden a ese computador pero no las tramas de otros
computadores que podrían contener contraseñas ajenas.

Ilustración 43

4.4. Interconexión de hub
Los concentradores incluyen un puerto diferenciado, etiquetado con el
nombre "uplink" o "cascade", para facilitar su interconexión con otros
hub. El puerto "uplink" de un hub se conecta mediante un cable par
trenzado directo hasta un puerto cualquiera (que no sea el "uplink")
del otro hub. Si ninguno de los dos hub tuviese el puerto "uplink" libre
todavía se podrían interconectar utilizando un cable par trenzado
cruzado.
Pág. 61


Nota: Todo lo que se comenta en este apartado referente a hub
(concentradores) es equivalente para los switches (conmutadores).

Ilustración 44

¿Dónde se encuentra el puerto "uplink"? Dependiendo de los
fabricantes se suele dar una de estas dos situaciones:
 El hub es de n puertos pero tiene n+1 conectores, uno de ellos
tiene una marca especial. Por ejemplo, son habituales los hub
que tienen 9 conectores: 7 puertos normales y un puerto mixto
con dos conectores contiguos los cuales no se pueden utilizar
simultáneamente. El número máximo de cables que podemos
conectar es de 8, quedando un conector vacío (el marcado como
"uplink" o el que tiene justo a su lado).
 El hub es de n puertos y tiene n conectores, uno de ellos tiene
una marca especial. Mediante un botón conmutamos la función
del conector diferenciado entre "uplink" y puerto normal. Las
prestaciones son las mismas que en el caso anterior. Este diseño
es habitual de los hub del fabricante 3COM.
¿Cómo enlazar unos hub con otros? Los diseños más habituales son
los dos siguientes, aunque se suelen combinar:
 Hub encadenados. Un hub se va conectando con el siguiente
formando una cadena. No es conveniente conectar de esta forma
más de 3 hub puesto que el rendimiento de la red disminuirá
considerablemente (las señales tardan en pasar desde el primer
hub de la cadena hasta el último).

Pág. 62



Ilustración 45



Hub en estrella. Se coloca un hub en el centro y de éste se tiran
cables hasta el resto de los hub. Con esta solución se consiguen
velocidades más altas en la red aunque el cableado es más
costoso.

Ilustración 46

Pág. 63


4.5. Cableado estructurado
Un sistema de cableado estructurado es la infraestructura de cable que
cumple una serie de normas y que está destinada a transportar las
señales de un emisor hasta el correspondiente receptor, es decir que su
principal objetivo es proveer un sistema total de transporte de
información a través de un mismo tipo de cable (medio común).
Esta instalación se realiza de una manera ordenada y planeada lo cual
ayuda a que la señal no se degrade en la transmisión y asimismo
garantizar el desempeño de la red. El cableado estructurado se utiliza
para trasmitir voz, datos, imágenes, dispositivos de control, de
seguridad, detección de incendios, entre otros.
Dicho sistema es considerado como un medio físico y pasivo para las
redes de área local (LAN) de cualquier edificio en el cual se busca
independencia con las tecnologías usadas, el tipo de arquitectura de
red o los protocolos empleados. Por lo tanto el sistema es transparente
ante redes Ethernet, Token Ring, ATM, RDSI o aplicaciones de voz,
de control o detección. Es por esta razón que se puede decir que es un
sistema flexible ya que tiene la capacidad de aceptar nuevas
tecnologías solo teniéndose que cambiar los adaptadores electrónicos
en cada uno de los extremos del sistema. La gran ventaja de esta
característica es que el sistema de cableado se adaptará a las
aplicaciones futuras por lo que asegura su vigencia por muchos años.
Cabe resaltar que la garantía mínima de un sistema de este tipo es
mínimo de 20 años, lo que lo hace el componente de red de mayor
duración y por ello requiere de atención especial.
Por otro lado, al ser una instalación planificada y ordenada, se aplican
diversas formas de etiquetado de los numerosos elementos a fin de
localizar de manera eficiente su ubicación física en la infraestructura.
A pesar de que no existe un estándar de la forma cómo se debe
etiquetar los componentes, dos características fundamentales son: que
cada componente debe tener una etiqueta única para evitar ser
confundido con otros elementos y que toda etiqueta debe ser legible y
permanente.
Los componentes que deberían ser etiquetados son: espacios, ductos o
conductos, cables, hardware y sistema de puesta a tierra.

Pág. 64



Asimismo se sugiere llevar un registro de toda esta información ya
que luego serán de valiosa ayuda para la administración y
mantenimiento del sistema de red, sin tener que recurrir a equipos
sofisticados o ayuda externa. Además minimiza la posibilidad de
alteración de cableado.
Hasta ahora todo lo dicho se puede traducir en un ahorro de costos, lo
cual es uno de los puntos más delicados en toda instalación de red ya
que generalmente los costos son elevados. Muchas personas tienden a
no poner un sistema de cableado estructurado para ahorrar en la
inversión, sin embargo, del monto total necesario sólo el 2%
corresponde a la instalación de dicho sistema; en contraste, el 50% de
las fallas de una red son ocasionadas por problemas en la
administración física, específicamente el cableado.
A pesar que el monto inicial de un cableado que no cumple con
normas es menor que el de un cableado estructurado, este último
significa un solo gasto en casi todo su tiempo de vida útil ya que ha
sido planificado de acuerdo a las necesidades presentes y futuras de la
red, lo cual implica modificaciones mínimas del diseño original en el
futuro.
Además, se debe mencionar que todo cambio o modificación de una
red se traduce en tiempos fuera de servicio mientras se realizan, lo
cuales en muchas empresas significan menos productividad y puntos
críticos si estos son muy prolongados. Por lo tanto un sistema de
cableado estructurado, minimizará estos tiempos muertos.
En un sistema de cableado estructurado, se utiliza la topología tipo
estrella, es decir que cada estación de trabajo se conecta a un punto
central con un cable independiente al de otra estación. Esta
concentración hará que se disponga de un conmutador o switch que
sirva como bus activo y repetidor.
La ventaja de la concentración reside en la facilidad de interconexión,
administración y mantenimiento de cada uno de los diferentes
elementos. Además permite la comunicación con virtualmente
cualquier dispositivo en cualquier lugar y en cualquier momento.

4.6. Estándar de Cableado para Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales: Norma ANSI/TIA/EIA 568-B
Fue creado para:
Pág. 65







Establecer especificaciones de cableado que soporten las
aplicaciones de diferentes vendedores.
Brindar una guía para el diseño de equipos de
telecomunicaciones y productos de cableado para sistemas de
telecomunicaciones de organizaciones comerciales.
Especificar un sistema general de cableado suficiente para
soportar aplicaciones de datos y voz.
Proveer pautas para la planificación e instalación de sistemas de
cableado estructurado.

4.7. Subsistemas de Cableado Estructurado
La norma ANSI/TIA/EIA 568-B divide el cableado estructurado en
siete subsistemas, donde cada uno de ellos tiene una variedad de
cables y productos diseñados para proporcionar una solución adecuada
para cada caso. Los distintos elementos que lo componen son los
siguientes:
 Subsistema de cableado Horizontal
 Área de Trabajo
 Subsistema de cableado Vertical
 Cuarto de Telecomunicaciones
 Cuarto de Equipos
 Cuarto de Entrada de Servicio
 Subsistema de Administración

4.8. Subsistema de Cableado Horizontal
El cableado horizontal incorpora el sistema de cableado que se
extiende desde el área de trabajo de telecomunicaciones hasta el
cuarto de telecomunicaciones.

Pág. 66



Subsistema de Cableado Horizontal

Está compuesto por:
 Cables horizontales: Es el medio de transmisión que lleva la
información de cada usuario hasta los correspondientes equipos
de telecomunicaciones. Según la norma ANSI/TIA/EIA-568-A,
el cable que se puede utilizar es el UTP de 4 Pares (100 22/24
AWG), STP de 2 pares (150 22 AWG) y Fibra Óptica
multimodo de dos hilos 62,5/150. Debe tener un máximo de 90
m. independiente del cable utilizado, sin embargo se deja un
margen de 10 m. que consisten en el cableado dentro del área de
trabajo y el cableado dentro del cuarto de telecomunicaciones
(patchcord).

Distancia Máxima Cableado Horizontal

Pág. 67




Terminaciones Mecánicas: Conocidos como regletas o paneles
(patchpanels); son dispositivos de interconexión a través de los
cuales los tendidos de cableado horizontal se pueden conectar
con otros dispositivos de red como, por ejemplo, switches. Es un
arreglo de conectores RJ-45 que se utiliza para realizar
conexiones cruzadas entre los equipos activos y el cableado
horizontal. Se consiguen en presentaciones de 12, 24, 48 y 96
puertos.

Patch Panel y módulo Jack



Cables puentes: Conocidos como patchcords; son los cables que
conectan diferentes equipos en el cuarto de telecomunicaciones.
Estos tienen conectores a cada extremo, el cual dependerá del
uso que se le quiera dar, sin embargo generalmente tienen un
conector RJ-45. Su longitud es variable, pero no debe ser talque
sumado a la del cable horizontal y la del cable del área de
trabajo, resulte mayor a 100 m.

PatchCord



Pág. 68

Puntos de acceso: Conocidos como salida de telecomunicaciones
u Outlets; Deben proveer por lo menos dos puertos uno para el
servicio de voz y otro para el servicio de datos.



Outlet



Puntos de Transición: También llamados puntos de
consolidación; son puntos en donde un tipo de cable se conecta
con otro tipo, por ejemplo cuando el cableado horizontal se
conecta con cables especiales para debajo de las alfombras.
Existen dos tipos:
o Toma multiusuario: Es un outlet con varios puntos de
acceso, es decir un outlet para varios usuarios.
o CP: Es una conexión intermedia del cableado horizontal
con un pequeño cableado que traen muchos muebles
modulares.
La norma permite sólo un punto de transición en el subsistema
de cableado horizontal.

4.9. Área de trabajo
El área de trabajo es el espacio físico donde el usuario toma contacto
con los diferentes equipos como pueden ser teléfonos, impresoras,
FAX, PC‟s, entre otros.
Se extiende desde el outlet hasta el equipo de la estación.
El cableado en este subsistema no es permanente y por ello es
diseñado para ser relativamente simple de interconectar de tal manera
que pueda ser removido, cambiado de lugar, o colocar uno nuevo muy
fácilmente. Por esta razón es que el cableado no debe ser mayor a los
3 m.
Como consideración de diseño se debe ubicar un área de trabajo cada
10 m² y esta debe por lo menos de tener dos salidas de servicio, en
otras palabras dos conectores. Uno de los conectores debe ser del tipo
RJ-45 bajo el código de colores de cableadoT568A (recomendado) o
T568B. Además, los ductos a las salidas del área de trabajo deben
Pág. 69


prever la capacidad de manejar tres cables (Data, Voz y respaldo o
Backus).
Cualquier elemento adicional que un equipo requiera a la salida del
área de trabajo, no debe instalarse como parte del cableado horizontal,
sino como componente externo a la salida del área de trabajo. Esto
garantiza la utilización del sistema de cableado estructurado para otros
usos.

Outlet con adaptador

4.10. Subsistema de Cableado Vertical
El cableado vertical, también conocido como cableado backbone, es
aquel que tiene el propósito de brindar interconexiones entre el cuarto
de entrada de servicios, el cuarto de equipo y cuartos de
telecomunicaciones.
La interconexión se realiza con topología estrella ya que cada cuarto
de telecomunicaciones se debe enlazar con el cuarto de equipos. Sin
embargo se permite dos niveles de jerarquía ya que varios cuartos de
telecomunicaciones pueden enlazarse a un cuarto de interconexión
intermedia y luego éste se interconecta con el cuarto de equipo.
A continuación se detallan los medios que se reconocen para el
cableado vertical y sus distancias:

Pág. 70



Tipo de cableado reconocido y sus distancias máximas

Las distancias en esta tabla son las permitidas entre el cuarto de
equipos y el cuarto de telecomunicaciones, permitiendo un cuarto
intermedio.

Subsistema de Cableado Vertical

4.11. Cuarto de Telecomunicaciones
Es el lugar donde termina el cableado horizontal y se origina el
cableado vertical, por lo que contienen componentes como
patchpanels. Pueden tener también equipos activos de LAN como por
ejemplo switches, sin embargo generalmente no son dispositivos muy
complicados. Estos componentes son alojados en un bastidor,
mayormente conocido como rack o gabinete, el cual es un armazón
metálico que tiene un ancho estándar de 19‟‟ y tiene agujeros en sus
columnas a intervalos regulares llamados unidades de rack (RU) para
poder anclar el equipamiento. Dicho cuarto debe ser de uso exclusivo
de equipos de telecomunicaciones y por lo menos debe haber uno por
piso siempre y cuando no se excedan los 90 m. especificados para el
cableado horizontal.

Pág. 71


4.12. Cuarto de Equipos
El cuarto de equipos es el lugar donde se ubican los principales
equipos de telecomunicaciones tales como centrales telefónicas,
switches, routers y equipos de cómputo como servidores de datos
video. Además éstos incluyen uno o varias áreas de trabajo para
personal especial encargado de estos equipos. Se puede decir entonces
que los cuartos de equipo se consideran distintos de los cuartos de
telecomunicaciones por la naturaleza, costo, tamaño y complejidad del
equipo que contienen.

4.13. Cuarto de Entrada de Servicios
Es el lugar donde se encuentra la acometida de los servicios de
telecomunicaciones, por lo tanto es el punto en donde el cableado
interno deja el edificio y sale hacia el exterior. Es llamado punto de
demarcación pues en el “terminan” los servicios que brinda un
proveedor, es decir que pasado este punto, el cliente es responsable de
proveer los equipos y cableado necesario para dicho servicio, así
como su mantenimiento y operación.
El cuarto de entrada también recibe el backbone que conecta al
edificio a otros en situaciones de campus o sucursales.

Interconexión del Cuarto de Equipos

Pág. 72



4.14. Estándar de Rutas y Espacios de Telecomunicaciones para
Edificios Comerciales: Norma ANSI/TIA/EIA 569-A
El objetivo de esta norma es brindar una guía estandarizada para el
diseño de sistemas de cableado estructurado, la cual incluye detalles
acerca de las rutas de cables y espacios para equipos de
telecomunicaciones en edificios comerciales. Hace referencia a los
subsistemas definidos por la norma ANSI/TIA/EIA 568-B.
Los espacios de telecomunicaciones como el cuarto de equipos, los
cuartos de telecomunicaciones o el cuarto de entrada de servicios
tienen reglas de diseño en común:
 Las puertas (sin considerar el marco) deben abrirse hacia fuera
del cuarto, deslizarse hacia un costado o ser removibles. Sus
medidas mínimas son 0,91 m. de ancho por 2 metros de alto.
 La energía eléctrica debe ser suministrada por al menos 2
outletsque provengan de circuitos diferentes. Esto es aparte de
las necesidades eléctricas que se requieran en el cuarto por los
equipos que se tengan.
 La iluminación debe tener una intensidad de 500 lx y el switch
debe estar localizado cerca de la entrada.
 Estos espacios no deben tener falsos techos.
 Cualquier pasante hecho en las paredes protegidas
contraincendios deberán ser sellados para evitar la propagación.
 Cualquier ruta de cableado deberá evitar cualquier clase de
interferencia electromagnética.
 Se debe cumplir con la norma ANSI/TIA/EIA 607
4.15. Cuarto de Entrada de Servicios







Generalmente está ubicado en el sótano o el primer piso.
Puede requerir una entrada alternativa
Al menos una de las paredes debe ser de 20 mm. de A-Cplywood
Debe ser un área seca, donde se puedan evitar inundaciones
Se debe tratar que este lo más cerca posible de la ruta por donde
entran los cables al edificio.
No debe contener equipos que no estén relacionados con la
entrada de los servicios

4.16. Cuarto de Equipos

Pág. 73










La temperatura en el cuarto debe ser controlada todo el tiempo,
por lo que se debe utilizar sistemas de HVAC. Debe estar entre
18º a 24º con una humedad relativa de 30% a 55%. Se
recomienda instalar un sistema de filtrado de aire que proteja a
los equipos contra la contaminación como por ejemplo el polvo.
Se deben tomar precauciones contra sismos o vibraciones.
El techo debe estar por lo menos a 2,4 m.
Se recomienda tener una puerta doble, ya que la entrada debe ser
lo suficientemente amplia para que se puedan ingresar los
equipos sin dificultad.
El cuarto debe estar por encima del nivel del agua para evitar
daños por inundaciones.
El cuarto de equipos y el cuarto de entrada de servicios pueden
ser el mismo.

4.17. Cuarto de Telecomunicaciones






Debe haber uno por cada piso
Se deben tener medidas de control de la temperatura.
Idealmente estos cuartos deben estar alineados verticalmente lo
largo de varios pisos para que el cableado vertical sea lomas
recto posible.
Dos paredes deben ser de 20 mm. de A-C plywood y éste debe
ser de 2,4 m. de alto.
Se deben tomar precauciones contra sismos.

4.18. Rutas del cableado horizontal






Pág. 74

Generalmente la ruta que recorre el cableado horizontal se
encuentra entre el techo de la estructura y el falso techo.
El cableado no puede estar apoyado sobre el falso techo.
En el caso de tender el cable sin ningún tipo de estructura de
sujeción, se deben usar elementos que sujeten el cable al techo
como por ejemplo los ganchos “J”, estos sujetadores deben
colocarse máximo cada 60„‟ (1,52 m.).
En el caso de usarse bandejas o ductos (conduits), éstos pueden
ser de metal o de plástico.



4.19. Requerimientos de puesta y conexiones a tierra para
telecomunicaciones: Norma ANSI/TIA/EIA 607
El sistema de puesta a tierra es muy importante en el diseño de una red
ya que ayuda a maximizar el tiempo de vida de los equipos, además de
proteger la vida del personal a pesar de que se trate de un sistema que
maneja voltajes bajos. Aproximadamente el 70% de anomalías y
problemas asociados a sistemas distribución de potencia son directa o
indirectamente relacionados a temas de conexiones y puestas a tierra
[42]. A pesar de esto, el sistema de puesta a tierra es uno de los
componentes del cableado estructurado más obviados en la
instalación.
El estándar que describe el sistema de puesta a tierra para las redes de
telecomunicaciones es ANSI/TIA/EIA-607. El propósito principal es
crear un camino adecuado y con capacidad suficiente para dirigir las
corrientes eléctricas y voltajes pasajeros hacia la tierra. Estas
trayectorias a tierra son más cortas de menor impedancia que las del
edificio.
A continuación se explicarán términos básico para entender un
sistema de puesta a tierra en general:
 Puesta a tierra (grounding): Es la conexión entre un equipo o
circuito eléctrico y la tierra
 Conexión equipotencial a tierra (bonding): Es la conexión
permanente de partes metálicas para formar una trayectoria
conductora eléctrica que asegura la continuidad eléctrica y la
capacidad de conducir de manera segura cualquier corriente que
le sea impuesta.
 Conductor de enlace equipotencial para telecomunicaciones
(BCT): Es un conductor de cobre aislado que interconecta el
sistema de puesta a tierra de telecomunicaciones al sistema de
puesta a tierra del edificio. Por lo tanto une el TMGB con la
puesta a tierra del sistema de alimentación. Debe ser
dimensionado al menos de la misma sección que el conductor
principal de enlace de telecomunicaciones (TBB). No debe
llevarse en conductos metálicos.
 Barra de tierra principal de telecomunicaciones (TMGB): Es una
barra que sirve como una extensión dedicada del sistema de
electrodos de tierra (pozo a tierra) del edificio para la
infraestructura de telecomunicaciones. Todas las puestas a tierra
de telecomunicaciones se originan en él, es decir que sirve como

Pág. 75






Pág. 76

conexión central de todos los TBB‟s del edificio.
Consideraciones del diseño:
o Usualmente se instala una por edificio.
o Generalmente está ubicada en el cuarto de entrada de
servicios
o en el cuarto de equipos, en cualquiera de los casos se
tiene que tratar de que el BCT sea lo más cortó y recto
posible.
o Montada en la parte superior del tablero o caja.
o Aislada del soporte mediante aisladores poliméricos (50
mm.mínimo)
o Hecha de cobre y sus dimensiones mínimas 6 mm. de
espesor y100 mm. de ancho. Su longitud puede variar,
de acuerdo a la cantidad de cables que deban conectarse
a ella y de las futuras conexiones que tendrá .
Barra de tierra para telecomunicaciones (TGB): Es la barra de
tierra ubicada en el cuarto de telecomunicaciones o de equipos
que sirve de punto central de conexión de tierra de los equipos de
la sala. Consideraciones del diseño:
o Cada equipo o gabinete ubicado en dicha sala debe
tener suTGB montada en la parte superior trasera.
o El conductor que une el TGB con el TBB debe ser cable
6 AWG. Además se debe procurar que este tramo sea lo
más recto y corto posible.
o Hecha de cobre y sus dimensiones mínimas 6 mm. de
espesor y50 mm. de ancho. Su longitud puede variar, de
acuerdo a la cantidad de cables que deban conectarse a
ella y de las futuras conexiones que tendrá.
o Aislada mediante aisladores poliméricos (h=50 mm
mínimo)
Conductor
central
de
enlace
equipotencial
de
Telecomunicaciones (TBB): Es un conductor aislado de cobre
utilizado para conectar todos los TGB‟s al TMGB. Su principal
función es la de reducir o ecualizar todas las diferencias de
potencial de todos los sistemas de telecomunicaciones enlazados
a él. Consideraciones del diseño:
o Se extiende a través del edificio utilizando la ruta del
cableado vertical.
o Se permite varios TBB‟s dependiendo del tamaño del
edificio.



o
o
o

Cuando dos o más TBB‟s se usen en un edificio de
varios pisos, éstos deberán ser unidos a través de un
TBBIBC en el último piso y cada tres pisos.
Su calibre debe ser mínimo 6 AWG y máximo 3/0
AWG, por lo tanto se deberá usar un conductor de
cobre aislado cuya sección acepte estas medidas.
El estándar ha establecido una tabla para diseñar este
conductor de acuerdo a su distancia:

Dimensionamiento del TBB

o

Deben evitarse empalmes, pero sí de todas maneras
existen estos deben estar ubicados en algún espacio de
telecomunicaciones.

Es importante mencionar que los conectores usados en la TMGB y los
usados en la conexión entre el TBB y el TGB, deberán ser
descompresión de dos perforaciones. Mientras que la conexión de
conductores para unir equipos de telecomunicaciones a la TMGB o
TGB pueden ser conectores de compresión por tornillo de una
perforación, aunque no es lo más recomendable debido a que pueden
aflojarse por cualquier movimiento.
Todos los elementos metálicos que no lleven corriente en el sistema
de cableado estructurado deberán ser aterrados, como por ejemplo
bastidores (racks), bandejas o conduits.
Por último, cualquier doblez que se tenga que realizar a los cables no
debe ser mayor a 2,54 cm.

Pág. 77


Puesta a Tierra para Telecomunicaciones

4.20. Medios de Transmisión
Una de los puntos más importante es definir el tipo de medio de
transmisión que se va a utilizar. Se describirán los medios reconocidos
por la norma ANSI/TIA/EIA 568-B ya que es el estándar que se
seguirá en el presente trabajo.

4.21. Cable UTP (Unshield Twisted Pair)
Está formado por alambres de cobre entrelazados para disminuir
efectos de interferencia electromagnética (EMI) de fuentes externas.
Se dice que no es apantallado porque ambos conductores están
aislados con una cubierta de PVC.
Existen diferentes categorías las cuales en común tienen el uso de 4
pares de conductores y presentar varios tipos de diafonía (ocrosstalk,
señales acopladas de un par a otro). Se diferencian entre sí por tener
diferentes valores en parámetros de transmisión, muchos de los cuales
Pág. 78



hacen referencia al nivel de diafonía que presenta el cable. Los
parámetros de transmisión más referenciados son:
 Atenuación en función de la frecuencia (db): Se define como la
pérdida de fuerza de una señal al atravesar toda la longitud del
cable. Es causada por pérdidas de energía eléctrica debido a la
resistencia del cable y por fugas de energía a través del
aislamiento del mismo. Las pérdidas por resistencia del cable se
incrementan si la frecuencia de la señal aumenta y las fugas a
través del aislamiento se incrementan con el aumento de la
temperatura. Cuanto más bajo sea este valor, se obtienen mejores
resultados.
 Pérdidas de Inserción (dB): Es la pérdida de la potencia de la
señal transmitida debido a la inserción del cable entre la fuente
(Tx) y la carga (Rx). Su valor es la relación entre la potencia
recibida y la potencia transmitida, por ello lo ideal es que dicho
valor sea lo más cercano a 0dB.
 NEXT (db): Medida del acoplamiento de la señal entre un par y
otro. Lo produce una señal inducida que vuelve y es percibida en
el lado del emisor. Varía proporcionalmente con la frecuencia,
cuanto más alto es el valor es mejor.
 PSNEXT (dB): El Power Sum NEXT se define como el efecto
acumulativo de los efectos NEXT individuales en cada par
debido a los otros tres.
 FEXT (dB): Es también una medida del acoplamiento de señal
entre un par y otro, solo que lo produce una señal inducida que
es percibida en el lado del receptor. Es más débil que el NEXT.
 ELFEXT (dB): Se expresa en dB como la diferencia entre la
medida FEXT y la pérdida de inserción. Cuanto más alto es el
valor es mejor.
 PSELFEXT (dB): El Power Sum ELFEXT se define como el
efecto acumulativo de los efectos ELFEXT individuales en cada
par debido a los otros tres.
 Pérdida de Retorno (dB): La pérdida de retorno expresa qué
cantidad de potencia de la señal incidente (al receptor) se refleja.
Puede causar interferencias con la señal transmitida o daños en el
equipo transmisor. A mayor valor es mejor.
 Rango de Frecuencias: Ancho de banda en donde los valores de
los demás parámetros de transmisión son efectivos, por lo que se
dice que en determinado rango de frecuencias se transmitirá una
señal adecuada. A mayor frecuencia de la portadora se obtiene

Pág. 79


un mayor ancho de banda y a mayo rancho de banda, mayor
velocidad de transmisión de datos.
En la siguiente tabla se muestran las categorías de cable UTP
actualmente reconocidas por los estándares con sus características más
resaltantes:

Comparación de parámetros de transmisión entre cables UTP cat. 5e y 6

Comparación de parámetros de transmisión entre cables UTP de cat. 6 y 6A

4.22. Fibra Óptica
Es un conductor no metálico conformado por filamentos de vidrio. Su
forma de transmitir señales es mediante la transmisión de luz a través
del principio de reflexión interna total. Por lo tanto no sufre de efectos
EMI ni diafonía, lo que ayuda a alcanzar grandes distancias. Gracias a
que se trabaja con frecuencias ópticas, se obtienen anchos de banda
muy grandes. Existen dos tipos:

Pág. 80



Multimodo: Se transmiten varios modos de luz (trayectorias) que se
logra teniendo un núcleo de tamaño típico de 50 ó 62,5 um.
Debido a que existe dispersión por los diferentes modos propagados se
alcanzan distancias promedio de 1 a 2 Km.
Monomodo: Se transmite solo un modo de luz que se logra reduciendo
el diámetro del núcleo generalmente de 9 um. Gracias que no hay
dispersión por causa de varias trayectorias, se alcanzan distancias
mayores, hasta de 100 Km. Algunos parámetros a considerar al
escoger un sistema de fibra óptica son:
 Ventana de Transmisión: Rango de longitud de onda donde se
puede transmitir y detectar luz con máxima eficiencia. Es decirla
longitud de onda en la cual trabajará el sistema.
 Atenuación: Cada ventana tiene un determinado coeficiente de
atenuación; a mayor ventana, menor atenuación. Por otro lado,
dependerá directamente de la longitud por lo que se expresa en
dB/Km. (A=_/L)
 Ángulo de Aceptación: Máximo ángulo con el cual debe incidirla
luz en la fibra para lograr el efecto de reflexión interna total.
 Apertura Numérica: Es un indicado que da idea de la cantidad de
luz que puede ser guiada. Por lo tanto cuanto mayor es, mayor es
la cantidad de luz que puede aceptar en su núcleo.
 Dispersión Intermodal: resulta de la diferencia en el tiempo de
propagación entre los modos que siguen trayectorias diferentes
(ensanchamiento del pulso). Limita el ancho de banda.
 Dispersión Intermodal: Resulta de la diferencia en el tiempo de
propagación de las diferentes componentes espectrales de la
señal transmitida. Limita el ancho de banda.
4.23. Administración para Infraestructura de Telecomunicaciones de
Edificios Comerciales: Norma TIA/EIA 606.
La manera de cómo rotular todos los componentes de un sistema de
cableado estructurado está definido en la norma TIA/EIA 606, el cual
provee un esquema de administración uniforme, es decir que rige para
todos los aspectos del cableado estructurado. Además esta forma de
identificar los diferentes elementos es independiente de las
aplicaciones que se le dé al cableado, ya que muchas veces las
aplicaciones van variando a lo largo de los años.
El sistema de administración simplifica traslados, agregados, cambios
permitiendo que los trabajos que se realicen requieran pocas
Pág. 81


suposiciones. Además, facilita los trabajos de mantenimiento ya que
los componentes con posibles fallas son fácilmente identificados
durante las labores de reparación.
Las etiquetas deben ser de un tamaño, color y contraste apropiado para
asegurar su lectura y deben procurar tener un tiempo de vida igualo
mayor a la del componente etiquetado. Para mayor confiabilidad se
sugiere que las etiquetas sean hechas por algún dispositivo y no a
mano.
Los componentes a ser etiquetados son:
 Espacios de Telecomunicaciones
 Cables
 Hardware
 Puestas a Tierra
Se establecen cuatro clases de administración dependiendo del tamaño
de la red y por lo tanto del tipo de componentes de cableado
estructurado que lo integran.
Clase 1
Dirigida a infraestructuras que poseen solo un cuarto de equipos, por
lo tanto será el único espacio de telecomunicaciones a administrar. No
tendrá cableado vertical o externo a la planta. Se identificarán los
siguientes elementos:
 Espacio de Telecomunicaciones
 Cableado horizontal
 TMGB
 TGB
Clase 2
Provee administración para un único edificio que tiene uno o múltiples
espacios de telecomunicaciones como por ejemplo un cuarto de
equipos y uno o más cuarto de telecomunicaciones. Incluye, aparte de
todos los elementos de la clase 1, administración para el cableado
vertical, puntos de seguridad contra incendios y múltiples elementos
del sistema a puesta a tierra.
Clase 3
Dirigida a edificios dentro de un campus, es decir que cubre la
identificación de elementos tanto dentro como fuera del edificio.
Inclúyelas identificaciones de las clases anteriores e identificación de

Pág. 82



edificio dentro del campus y cableado de backbone de interconexión
entre edificios.
Clase 4
Dirigido a los sistemas de cableado estructurado que abarcan varios
campus, es decir un ambiente multi-campus. Incluye identificación de
las clases anteriores y del lugar al que corresponden.

Outlet con faceplate etiquetado

Patch Panels etiquetados

La norma TIA/EIA-606 establece que de manera opcional se pueden
identificar los elementos del camino de los diferentes cableados, como
por ejemplo tuberías, conductos, bandejas o canaletas.

Pág. 83


Figura 2.12 – Bandeja etiquetada

Pág. 84




1.- ¿Cómo se representa una señal de datos?
2.- ¿en un medio de transmisión se pierde la señal?
3.- ¿Qué es la razón de BAUD?
4.- ¿Qué determina el ancho de banda de un canal?
5.- Si tenemos un canal de ancho de banda H (en Hertz) y V niveles
discretos de señal ¿Cuáles la velocidad máxima en un canal perfecto (en
bits por segundo)?
6.- ¿Cómo se expresa un dB?
7.- ¿cuál es la velocidad máxima en bps de un canal con ancho de banda
H Hz y razón de señal a ruido de S/R?
8.- Si una línea telefónica tiene un S/R de 30 dB (o 1000) ¿Cuál es la
velocidad máxima en bps, que puede transmitir?

Pág. 85



1.


Se puede representar cualquiera señal de datos con una serie
Fourier.
La serie consiste en términos de frecuencias distintas y se suman
los términos para reconstruir la señal.

2.


Ningún medio de transmisión puede transmitir señales sin perder
algún poder.
Normalmente un medio puede transmitir las frecuencias desde 0
hasta algún límite f; las frecuencias mayores se atenúan
fuertemente.

3.

Cuanto más cambios por segundo de una señal (la razón de
baud), tanto más términos de frecuencias altas que se necesitan.



El ancho de banda de un canal determina la velocidad de la
transmisión de datos, aun cuando el canal es perfecto.

4.-

5.vmax = 2H log2V
Esto es el teorema de Nyquist.
6.


Si el poder de la señal es S y el poder de ruido es R, la razón de
señal a ruido es S/R.
Normalmente se expresa esta razón en los decibeles (dB), que
son:
dB = 10log10(S/R)

7.vmax = H log2(1+S/R)
Es debido a Shannon.
Pág. 86



8.

no puede transmitir más de 30.000 bps, independientemente del
número de niveles de señal.

Pág. 87


Capítulo 5

CAPA ENLACE DE DATOS

5.1. Protocolos
En cada una de las capas de los modelos que estudiamos (excepto en
la capa física) se utiliza un protocolo distinto. Estos protocolos se van
apilando de forma que los de capas superiores aprovechan los
servicios de los protocolos de capas inferiores. Durante una
transmisión cada protocolo se comunica con su homónimo del otro
extremo sin preocuparse de los protocolos de otras capas.
Una de las decisiones más importantes que debemos tomar a la hora
de diseñar una red es elegir un protocolo de la capa de acceso al medio
y otro de las capas de red y transporte. A continuación estudiamos los
distintos protocolos. Adelantamos, no obstante, que la combinación
más interesante para redes locales nuevas es Ethernet + TCP/IP.

5.2. Protocolos de la capa de acceso al medio
En la capa de acceso al medio se determina la forma en que los
puestos de la red envían y reciben datos sobre el medio físico. Se
responden preguntas del tipo: ¿puede un puesto dejar información en
el cable siempre que tenga algo que transmitir?, ¿debe esperar algún
turno?, ¿cómo sabe un puesto que un mensaje es para él?
Un organismo de normalización conocido como IEEE (Instituto de
ingenieros eléctricos y electrónicos) ha definido los principales
protocolos de la capa de acceso al medio conocido en conjunto como
estándares 802. Los más importantes son los IEEE 802.3 y IEEE
802.5 que se estudian a continuación.
Otros estándares 802.-- El estándar 802.1 es una introducción al
conjunto de estándares y define algunos aspectos comunes. El
estándar 802.2 describe la parte superior de la capa de enlace de
datos del modelo OSI (entre la capa de acceso al medio y la capa de
red) que puede proporcionar control de errores y control de flujo al
resto de estándares 802 utilizando el protocolo LLC (Logical Link
Pág. 88



Control, control lógico de enlace). Las normas 802.3 a 802.5 definen
protocolos para redes LAN. El estándar 802.4 que no vamos a
estudiar por su escasa implantación se conoce como Token Bus (bus
con paso de testigo). Finalmente, 802.6 es un estándar adecuado para
utilizarse en redes MAN. Se trata de DQDB (Distributed Queue Dual
Bus, bus doble de colas distribuidas).
El protocolo utilizado en esta capa viene determinado por las tarjetas
de red que instalemos en los puestos. Esto quiere decir que si
adquirimos tarjetas Ethernet sólo podremos instalar redes Ethernet. Y
que para instalar redes Token ring necesitaremos tarjetas de red
especiales para Token ring. Actualmente en el mercado únicamente se
comercializan tarjetas de red Ethernet (de distintas velocidades y para
distintos cableados).
Token ring (802.5)
Las redes Token ring (paso de testigo en anillo) fueron utilizadas
ampliamente en entornos IBM desde su lanzamiento en el año 1985.
En la actualidad es difícil encontrarlas salvo en instalaciones antiguas
de grandes empresas.
El cableado se establece según una topología de anillo. En lugar de
utilizar difusiones, se utilizan enlaces punto a punto entre cada puesto
y el siguiente del anillo. Por el anillo Token ring circula un mensaje
conocido como token o ficha. Cuando una estación desea transmitir
espera a recibir el token. En ese momento, lo retira de circulación y
envía su mensaje. Este mensaje circula por el anillo hasta que lo
recibe íntegramente el destinatario. Entonces se genera un token
nuevo.
Las redes Token ring utilizan una estación monitor para supervisar el
funcionamiento del anillo. Se trata de un protocolo complejo que debe
monitorizar en todo momento el buen funcionamiento del token (que
exista exactamente uno cuando no se transmiten datos) y sacar del
anillo las tramas defectuosas que no tengan destinatario, entre otras
funciones.
Las redes Token ring de IBM pueden funcionar a 4 Mbps o a 16 Mbps
utilizando cable par trenzado o cable coaxial.
Ethernet (802.3)
Las redes Ethernet son actualmente las únicas que tienen interés para
entornos LAN. El estándar 802.3 fue diseñado originalmente para
Pág. 89


funcionar a 10 Mbps, aunque posteriormente ha sido perfeccionado
para trabajar a 100 Mbps (802.3u) o 1 Gbps.
Una red Ethernet tiene las siguientes características:
 Canal único. Todas las estaciones comparten el mismo canal de
comunicación por lo que sólo una puede utilizarlo en cada
momento.
 Es de difusión debido a que todas las transmisiones llegan a
todas las estaciones (aunque sólo su destinatario aceptará el
mensaje, el resto lo descartarán).
 Tiene un control de acceso distribuido porque no existe una
autoridad central que garantice los accesos. Es decir, no hay
ninguna estación que supervise y asigne los turnos al resto de
estaciones. Todas las estaciones tienen la misma prioridad para
transmitir.
5.3. Comparación de Ethernet y Token ring
En Ethernet cualquier estación puede transmitir siempre que el cable
se encuentre libre; en Token ring cada estación tiene que esperar su
turno. Ethernet utiliza un canal único de difusión; Token ring utiliza
enlaces punto a punto entre cada estación y la siguiente. Token ring
tiene siempre una estación monitor que supervisa el buen
funcionamiento de la red; en Ethernet ninguna estación tiene mayor
autoridad que otra. Según esta comparación, la conclusión más
evidente es que, a iguales velocidades de transmisión, Token ring se
comportará mejor en entornos de alta carga y Ethernet, en redes con
poco tráfico.
En las redes Ethernet, cuando una estación envía un mensaje a otra, no
recibe ninguna confirmación de que la estación destino haya recibido
su mensaje. Una estación puede estar enviando paquetes Ethernet a
otra que está desconectada y no advertirá que los paquetes se están
perdiendo. Las capas superiores (y más concretamente, TCP) son las
encargadas de asegurarse que la transmisión se ha realizado de forma
correcta.
El protocolo de comunicación que utilizan estas redes es el CSMA/CD
(Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect, acceso múltiple con
detección de portadora y detección de colisiones). Esta técnica de
control de acceso a la red ha sido normalizada constituyendo el
estándar IEEE 802.3. Veamos brevemente el funcionamiento de
CSMA/CD.

Pág. 90



Cuando una estación quiere transmitir, primero escucha el canal
(detección de portadora). Si está libre, transmite; pero si está ocupado,
espera un tiempo y vuelve a intentarlo.
Sin embargo, una vez que una estación ha decidido comenzar la
transmisión puede darse el caso de que otra estación haya tomado la
misma decisión, basándose en que el canal estaba libre cuando ambas
lo comprobaron. Debido a los retardos de propagación en el cable,
ambas señales colisionarán y no se podrá completar la transmisión de
ninguna de las dos estaciones. Las estaciones que están transmitiendo
lo advertirán (detección de colisiones) e interrumpirán inmediatamente
la transmisión. Después esperarán un tiempo aleatorio y volverán a
intentarlo. Si se produce una nueva colisión, esperarán el doble del
tiempo anterior y lo intentarán de nuevo. De esta manera, se va
reduciendo la probabilidad de nuevas colisiones.
Debemos recordar que el canal es único y por lo tanto todas las
estaciones tienen que compartirlo. Sólo puede estar una estación
transmitiendo en cada momento, sin embargo pueden estar recibiendo
el mensaje más de una.
Nota: La existencia de colisiones en una red no indica que exista un
mal funcionamiento. Las colisiones están definidas dentro del
protocolo Ethernet y no deben ser consideradas como una situación
anómala. Sin embargo, cuando se produce una colisión el canal se
desaprovecha porque ninguna estación logra transmitir en ese
momento. Debemos tratar de reducir el número de colisiones que se
producen en una red. Esto se consigue separando grupos de
computadores mediante un switch o un router. Podemos averiguar las
colisiones que se producen en una red observando el correspondiente
LED de nuestro hub.

5.4. Direcciones físicas
¿Cómo sabe una estación que un mensaje es para ella? Está claro, que
hay que distinguir unas estaciones de otras utilizando algún
identificador. Esto es lo que se conoce como direcciones físicas.
Los adaptadores Ethernet tienen asignada una dirección de 48 bits de
fábrica que no se puede variar. Los fabricantes nos garantizan que no
puede haber dos tarjetas de red con la misma dirección física. Si esto
Pág. 91


llegase a ocurrir dentro de una misma red la comunicación se volvería
imposible. Los tres primeros bytes corresponden al fabricante (no
puede haber dos fabricantes con el mismo identificador) y los tres
últimos al número de serie (no puede haber dos tarjetas del mismo
fabricante con el mismo número de serie). Por ejemplo,
5D:1E:23:10:9F:A3
Los bytes 5D:1E:23 identifican al fabricante y los bytes 10:9F:A3 al
número de serie del fabricante 5D:1E:23
Nota: Los comandos ipconfig / all |more y winipcfg muestran la
dirección física de nuestra tarjeta de red Ethernet. Observe que estos
comandos pueden recoger también información relativa al adaptador
virtual "PPP Adapter" (se corresponde con el módem o adaptador
RDSI) además de la referente a la tarjeta de red real.
No todas las direcciones representan a máquinas aisladas, algunas de
ellas se utilizan para enviar mensajes de multidifusión. Esto es, enviar
un mensaje a varias máquinas a la vez o a todas las máquinas de la
red. Ethernet permite que el mismo mensaje pueda ser escuchado por
más de una máquina a la vez.

5.5. Formato de la trama
La comunicación entre una estación y otra a través de una red Ethernet
se realiza enviando tramas Ethernet. El mensaje que se quiere
transmitir se descompone en una o más tramas con el siguiente
formato:
Tabla 9
8 bytes

6 bytes

6 bytes

2 bytes

64-1500 bytes

4
bytes

Preámbulo

Dirección
física
destino

Dirección
física
origen

Tipo de
trama

Datos de la
trama

CRC

Las direcciones origen y destino son las direcciones físicas de los
adaptadores de red de cada computador. El campo Tipo de trama
indica el formato de los datos que se transfieren en el campo Datos de
la trama. Por ejemplo, para un datagrama IP se utiliza el valor
hexadecimal de 0800 y para un mensaje ARP el valor 0806. Todos los
mensajes (datagramas) que se envíen en la capa siguiente irán
Pág. 92



encapsulados en una o más tramas Ethernet utilizando el campo Datos
de la trama. Y esto mismo es aplicable para cualquier otro tipo de red
distinta a Ethernet. Como norma general, cada mensaje que transmite
una capa se coloca en el campo datos de la capa anterior. Aunque es
muy frecuente que el mensaje no quepa en una sola trama y se utilicen
varias.

5.6. Velocidades
Ethernet puede funcionar a tres velocidades: 10 Mbps, 100 Mbps
(FastEthernet) y 1 Gbps (1000 Mbps).
10 Mbps es la velocidad para la que se diseñó originalmente el
estándar Ethernet. Sin embargo, esta velocidad se ha mejorado para
adaptarse a las crecientes exigencias de las redes locales. La velocidad
de 100 Mbps es actualmente la más utilizada en la empresa. Las redes
a 1 Gbps están comenzado a ver la luz en estos momentos por lo que
tardarán un tiempo en implantarse en el mercado (los precios son
todavía muy altos).
Para crear una red que trabaje a 10 Mbps es suficiente con utilizar
cable coaxial o bien, cable par trenzado de categoría 3 o superior. Sin
embargo, es recomendable utilizar cables par trenzado de categoría 5 y
concentradores con velocidades mixtas 10/100 Mbps. De esta forma,
en un futuro se podrán ir cambiando gradualmente los adaptadores de
10 Mbps por unos de 100 Mbps sin necesidad de instalar nuevo
cableado.
La mejor opción actualmente para redes nuevas es FastEthernet. Para
conseguir velocidades de 100 Mbps es necesario utilizar cable par
trenzado con una categoría mínima de 5, un concentrador que soporte
esta velocidad y tarjetas de red de 100 Mbps. Generalmente, los cables
UTP cumplen bien con su función pero en situaciones concretas que
requieran el máximo rendimiento de la red o existan muchas
interferencias, puede ser necesario un cableado STP.

5.7. Tipos de adaptadores
La siguiente tabla resume los principales tipos de adaptadores
Ethernet en función del cableado y la velocidad de la red. (T se utiliza
para par trenzado, F para fibra óptica y X para FastEthernet).

Pág. 93


Tabla 10
10Base5
Cableado

10Base2

Velocidad
Topología
Longitud
máxima
segmento
Nodos por
segmento

10BaseFP

100BaseTX

100BaseFX

Par
trenzado

Coaxial

10BaseT

Par de
fibra
óptica

Par
trenzado

2 fibras
ópticas

10 Mbps

100 Mbps

Bus

Estrella

500 m

185 m

100

30

100 m

500 m

100 m

100 m

2 (un extremo es el hub y el otro el computador)

Los adaptadores pueden ser compatibles con varios de los estándares
anteriores dando lugar a numerosas combinaciones. Sin embargo, lo
habitual es encontrar en el mercado tarjetas de red de tan sólo estos
dos tipos:
 Tarjetas de red combo. Tienen 2 conectores, uno para cable
coaxial y otro para RJ45. Su velocidad máxima es de 10 Mbps
por lo que soportan 10Base2 y 10BaseT. La tarjeta de red
RTL8029 del fabricante Realtek pertenece a este tipo. Este grupo
de tarjetas de red tienden a desaparecer (al igual que el cable
coaxial).
 Tarjetas de red 10/100. Tienen sólo conector para RJ45. Se
adaptan a la velocidad de la red (10 Mbps o 100 Mbps). Son
compatibles con 10BaseT y 100BaseT. Como ejemplos de este
tipo se encuentran las tarjetas Realtek RTL8139 y 3COM 3C905.

Pág. 94




1.- ¿Cuál es la función principal del nivel de enlace?
2.- ¿Qué problemas se analizan en el nivel de enlace?
3.- ¿Qué es una MAC?
4.- ¿los routers tienen dirección física?
5.- ¿Qué es la topología de red?

Pág. 95



1.

El tema principal es los algoritmos para la comunicación confiable
y eficiente entre dos máquinas adyacentes.

2.

Los problemas de: los errores en los circuitos de comunicación,
sus velocidades finitas de transmisión, y el tiempo de propagación.

3.

Dirección física

4.

Si

5.

Pág. 96

La topología de red se define como la cadena de comunicación
usada por los nodos que conforman una red para comunicarse.



Capítulo 6

CAPA DE RED
6.1. La capa de red
El concepto de red está relacionado con las direcciones IP que se
configuren en cada computador, no con el cableado. Es decir, si
tenemos varias redes dentro del mismo cableado solamente los
computadores que permanezcan a una misma red podrán comunicarse
entre sí. Para que los computadores de una red puedan comunicarse
con los de otra red es necesario que existan routers que interconecten
las redes. Un router o encaminador no es más que un computador con
varias direcciones IP, una para cada red, que permita el tráfico de
paquetes entre sus redes.
La familia de protocolos TCP/IP fue diseñada para permitir la
interconexión entre distintas redes. El mejor ejemplo de interconexión
de redes es Internet: se trata de un conjunto de redes unidas mediante
encaminadores o routers.
En una red TCP/IP es posible tener, por ejemplo, servidores web y
servidores de correo para uso interno.
Ejemplo de interconexión de 3 redes
Cada host (computador) tiene una dirección física que viene
determinada por su adaptador de red. Estas direcciones se
corresponden con la capa de acceso al medio y se utilizan para
comunicar dos computadores que pertenecen a la misma red. Para
identificar globalmente un computador dentro de un conjunto de redes
TCP/IP se utilizan las direcciones IP (capa de red). Observando una
dirección IP sabremos si pertenece a nuestra propia red o a una
distinta (todas las direcciones IP de la misma red comienzan con los
mismos números).

Pág. 97


Tabla 11
Host

Dirección física

Dirección IP

A

00-60-52-0B-B7-7D

192.168.0.10

00-E0-4C-AB-9A-FF

192.168.0.1

A3-BB-05-17-29-D0

10.10.0.1

00-E0-4C-33-79-AF

10.10.0.7

B2-42-52-12-37-BE

10.10.0.2

00-E0-89-AB-12-92

200.3.107.1

R1
B
R2
C

A3-BB-08-10-DA-DB

200.3.107.73

D

B2-AB-31-07-12-93

Red
Red 1

Red 2

Red 3

200.3.107.200

Ilustración 47

La capa de red se encarga de fragmentar cada mensaje en paquetes de
datos llamados datagramas IP y de enviarlos de forma independiente a
través de la red de redes. Cada datagrama IP incluye un campo con la
dirección IP de destino. Esta información se utiliza para enrutar los
datagramas a través de las redes necesarias que los hagan llegar hasta
su destino.
Nota: Cada vez que visitamos una página web o recibimos un correo
electrónico es habitual atravesar un número de redes comprendido
Pág. 98



entre 10 y 20, dependiendo de la distancia de los hosts. El tiempo que
tarda un datagrama en atravesar 20 redes (20 routers) suele ser inferior
a 600 milisegundos.
En el ejemplo anterior, supongamos que el computador 200.3.107.200
(D) envía un mensaje al computador con 200.3.107.73 (C). Como
ambas direcciones comienzan con los mismos números, D sabrá que
ese computador se encuentra dentro de su propia red y el mensaje se
entregará de forma directa. Sin embargo, si el computador
200.3.107.200 (D) tuviese que comunicarse con 10.10.0.7 (B), D
advertiría que el computador destino no pertenece a su propia red y
enviaría el mensaje al router R2 (es el computador que le da salida a
otras redes). El router entregaría el mensaje de forma directa porque
B se encuentra dentro de una de sus redes (la Red 2).

Protocolos de la capa de red
Los protocolos que vamos a describir a continuación no se preocupan
por el medio de transmisión: dan por hecho que existe un protocolo de
la capa de acceso al medio que se encarga del envío y recepción de los
paquetes a través del medio de transmisión.
IPX
Protocolo IPX (Internetwork Packet Exchange, intercambio de
paquetes entre redes) fue desarrollada por Novell a principios de los
años 80. Gozó de gran popularidad durante unos 15 años si bien
actualmente ha caído en desuso. Estos protocolos fueron creados
como parte del sistema operativo de red Novell NetWare. En un
principio fueron protocolos propietarios aunque más adelante se
comenzaron a incorporar a otros sistemas operativos: Windows los
incluye con los nombres de Protocolo compatible con IPX/SPX o
Transporte compatible NWLink IPX/SPX según las versiones.
IPX es enrutable: hace posible la comunicación entre computadores
pertenecientes a redes distintas interconectadas por encaminadores
(routers). El protocolo IPX pertenece a la capa de red y se encarga del
envío de los paquetes (fragmentos de mensajes) a través de las redes
necesarias para llegar a su destino.
La estructura de protocolos IPX/SPX se corresponde en gran medida
con TCP/IP. Su configuración es más sencilla que en TCP/IP aunque
admite menos control sobre el direccionamiento de la red. El
Pág. 99


identificador de cada puesto en la red es un número de 6 bytes, que
coincide con la dirección física de su adaptador, seguido de un número
de 6 bytes, que representa la dirección de la red. Por ejemplo:
44.45.EA.54.00.00:4C.34.A8.59 (nodo: red).
AppleTalk
Es el protocolo propietario de Apple utilizado para interconectar
computadores Macintosh. Es un protocolo enrutable. El identificador
de cada puesto es un número de 1 byte y el de cada red, un número de
2 bytes. Por ejemplo, "50.8" representa el computador 8 de la red 50.
Si el número de puestos en una red es superior a 253 hosts, se utilizan
varios números de redes contiguos en lugar de sólo uno. Por ejemplo,
la red "100-101" dará cabida a 506 hosts. Un host conectado a la red
"100-101" tendrá una dirección de la forma "100.x". En la
terminología de Apple, una red se conoce como una zona.
NetBEUI
NetBEUI (NetBIOS Extended User Interface, interfaz de usuario
extendida para NetBIOS) es un protocolo muy sencillo que se utiliza
en redes pequeñas de menos de 10 computadores que no requieran
salida a Internet. Su funcionamiento se basa en el envío de difusiones
a todos los computadores de su red. Sus difusiones no atraviesan los
encaminadores a no ser que estén configurados para dejar pasar este
tráfico: es un protocolo no enrutable.
La ventaja de este protocolo es su sencillez de configuración: basta
con instalar el protocolo y asignar un nombre a cada computador para
que comience a funcionar. Su mayor desventaja es su ineficiencia en
redes grandes (se envían excesivas difusiones).
Actualmente es un protocolo exclusivo de las redes Microsoft. Fue
diseñado para ofrecer una interfaz sencilla para NetBIOS (este
protocolo trabaja en la capa de aplicación).
IP
IP (Internet Protocol, protocolo de Internet) es el estándar en las
redes. Fue diseñado por el Departamento de Defensa de los Estados
Unidos a finales de los años 70 para utilizarse en una red resistente a
bombas: aunque se destruyese alguna línea de comunicación o
encaminador, la comunicación podría seguir funcionando por rutas
alternativas. Lo sorprendente de TCP/IP es que no fue pensado para

Pág. 100



resistir el espionaje: los protocolos originales transmiten las
contraseñas y datos sin codificación alguna.
IP es el protocolo de Internet (en realidad, es una familia de
protocolos). En la actualidad es la elección recomendada para casi
todas las redes, especialmente si la red tiene salida a Internet.
El protocolo IP, perteneciente a la capa de red. El identificador de
cada puesto es la dirección IP. Una dirección IP es un número de 4
bytes. Por ejemplo: 194.142.78.95. Este número lleva codificado la
dirección de red y la dirección de host
Las direcciones IP se clasifican en:
 Direcciones públicas. Son visibles desde todo Internet. Se
contratan tantas como necesitemos. Son las que se asignan a los
servidores de Internet que sirven información 24 horas al día
(por ejemplo, un servidor web).
 Direcciones privadas. Son visibles sólo desde una red interna
pero no desde Internet. Se utilizan para identificar los puestos de
trabajo de las empresas. Se pueden utilizar tantas como se
necesiten; no es necesario contratarlas.
Familia de protocolos TCP/IP

Ilustración 48

Pág. 101



1.- ¿Cuál es la función del nivel de red?
2.- ¿Qué fin cumple el nivel de red?
3.- ¿Qué decisión realiza el nivel de red?

Pág. 102




1.

Ruteo de los paquetes de la fuente al destino final a través de
ruteadores intermedios. Tiene que saber la topología de la subred,
evitar la congestión, y manejar los casos cuando la fuente y el
destino están en redes distintas.

2.

El nivel de red normalmente es la interfaz entre el portador y el
cliente. Sus servicios son los servicios de la subred. Fines:
o Los servicios debieran ser independientes de la
tecnología de la subred.
o Se debiera resguardar el nivel de transporte de las
características de las subredes.
o Las direcciones de red disponibles al nivel de
transporte debieran usar un sistema uniforme.

3.

La gran decisión en el nivel de red es si el servicio debiera ser
orientado a la conexión o sin conexión.
o Sin conexión (Internet). La subred no es confiable;
porta bits y no más. Los hosts tienen que manejar el
control de errores. El nivel de red ni garantiza el
orden de paquetes ni controla su flujo. Los paquetes
tienen que llevar sus direcciones completas de
destino.
o Orientado a la conexión (sistema telefónico). Los
pares en el nivel de red establecen conexiones con
características tal como la calidad, el costo, y el
ancho de banda. Se entregan los paquetes en orden y
sin errores, la comunicación es dúplex, y el control
de flujo es automático.

Pág. 103


Capítulo 7

CAPA DE TRANSPORTE
7.1. La capa de transporte
Protocolos de la capa de transporte
SPX
El protocolo SPX (Sequential Packet Exchange, intercambio de
paquetes secuenciales).
SPX es enrutable: hace posible la comunicación entre computadores
pertenecientes a redes distintas interconectadas por encaminadores
(routers). El protocolo SPX pertenece a la capa de transporte: gestiona
el envío de mensajes completos entre los dos extremos de la
comunicación.
TCP
TCP (Transport Control Protocol, protocolo de control de transporte)
TCP es el protocolo de Internet
El protocolo TCP, perteneciente a la capa de transporte.

Pág. 104



Capítulo 8

REDES INALAMBRICAS
8.1. Introducción
Una de las tecnologías más prometedoras y discutidas en esta década
es la de poder comunicar computadoras mediante tecnología
inalámbrica. La conexión de computadoras mediante Ondas de Radio
o Luz Infrarroja, actualmente está siendo ampliamente investigada.
Las Redes Inalámbricas facilitan la operación en lugares donde la
computadora no puede permanecer en un solo lugar, como en
almacenes o en oficinas que se encuentren en varios pisos.
Las redes inalámbricas se han desarrollado vertiginosamente en los
últimos años
Las tecnologías más usadas actualmente son la IEEE802.11b y g
La tecnología emergente IEEE802.11n es muy prometedora y los
costos bajan rápido
Pronto el acceso inalámbrico se podrá hacer en cualquier parte:
trabajo, hogar, café, automóvil, tren, etc. y las aplicaciones son
ilimitadas.
La seguridad es de suma importancia

8.2. Redes de acceso inalámbrico
En estas redes los clientes se conectan a la red usando señales de radio
en reemplazo del cobre, en parte o en toda la conexión entre el cliente
y la central de conmutación.
Técnica de acceso muy utilizada en regiones donde las redes están aún
en desarrollo. También en países de reciente apertura en competencia
resulta ideal para un rápido despliegue de red

8.3. Clasificación de las redes inalámbricas

Pág. 105







WLL (Wireless Local Loop)
Broadband Wireless
o WiFi
o Wimax
o LMDS
o MMDS
o FOS
Sistemas celulares

8.4. Estándares inalámbricos

8.5. Tecnologías inalámbricas

8.6. WiFi
Es un conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las
especificaciones IEEE 802.11.

Pág. 106



Wi-Fi se creó para ser utilizada en redes locales inalámbricas, pero es
frecuente que en la actualidad también se utilice para acceder a
Internet.
Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi Alliance (anteriormente la Wireless
Ethernet Compatibility Alliance), la organización comercial que
prueba y certifica que los equipos cumplen los estándares IEEE
802.11x.
Los estándares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g disfrutan de una
aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está
disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps y
54 Mbps. Existe también el estándar IEEE 802.11n que está en
desarrollo y trabaja a 2.4 GHz a una velocidad de 108 Mbps.
En los Estados Unidos y Japón, se maneja también el estándar IEEE
802.11a, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y
que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios.
APLICACIONES





Distribución multimedia
Transporte público
Instrumentación
Teletrabajo

8.7. WiMaX
Del inglés Worldwide Interoperability for Microwave Access,
Interoperabilidad Mundial para Acceso por Microondas) es un
estándar de transmisión inalámbrica de datos (802.16d) diseñado para
ser utilizado en el área metropolitana o MAN.
Un sistema de WiMax tiene dos partes:



Por un lado están las torres WiMax, que dan cobertura de
hasta 8.000 km cuadrados según el tipo de señal transmitida
Por otro están los receptores, es decir, las tarjetas que
conectamos a nuestro PC, portátil, PDA y demás para tener
acceso.

Esta tecnología de acceso transforma las señales de voz y datos en
ondas de radio dentro de la citada banda de frecuencias. Está basada
en OFDM, y con 256 subportadoras puede cubrir un área de 48
kilómetros, usualmente sin la necesidad de contar con línea de vista
entre emisor y receptor, y sin la necesidad de pagar consumo
Pág. 107


telefónico; con capacidad para transmitir datos a una tasa de hasta 75
Mbps, con una eficiencia espectral de 5.0 bps/Hz y con una
escalabilidad de canales de 1,5 MHz a 20 MHz
WiMAX se sitúa en un rango intermedio de cobertura entre las demás
tecnologías de acceso de corto alcance y ofrece velocidades de banda
ancha para un área metropolitana.
El IEEE aprobó el estándar del WiMAX MÓVIL, el 802.16e, que
permite utilizar este sistema de comunicaciones inalámbricas con
terminales en movimiento.
En Corea se ha materializado las ventajas de un WiMAX móvil
trabajando en 2,3Ghz y se le ha acuñado el nombre de WiBRO
(Wireless Broadband )
APLICACIONES





Teletrabajo
Telemedicina
Gestión de servicios públicos
Comercio electrónico

8.8. Estándares
 802.11
 802.11a
 802.11b
 802.11d
 802.11e
 802.11f
 802.11g
 802.11h
 802.11i
 802.11n
802.11 Estándar WLAN original. Soporta de 1 a 2 Mbps
802.11a Estándar WLAN de alta velocidad en la banda de los 5 GHz.
Soporta hasta 54 Mbps. Utiliza el método de modulación OFMD
(Múltiplexación por división de frecuencias octogonales), en
transmisiones exteriores hay un alcance de 30mts a 300mts y en
interiores de 12mts a 90mts, entre mayor distancia menos velocidad.

Pág. 108



802.11b Estándar WLAN para la banda de 2.4 GHz. Soporta 11 Mbps.
Utiliza el método de modulación DSSS (Modulación de frecuencias
directas del espectro extendido)
802.11d
Itinerancia
internacional,
configura
dispositivos
automáticamente para que cumplan con los regulaciones locales
802.11e Está dirigido a los requisitos de calidad de servicio para todas
las interfaces IEEE WLAN de radio.
802.11f Define la comunicación entre puntos de acceso para facilitar
redes WLAN de diferentes proveedores.
802.11g Establece una técnica de modulación adicional para la banda
de los 2.4 GHz. Dirigido a proporcionar velocidades de hasta 54
Mbps. El método de modulación que utiliza es el OFMD
(Multiplexacion por división de frecuencias octogonales) y también
DSSS (Modulación de frecuencias directas del espectro extendido)
802.11i Está dirigido a abatir la vulnerabilidad actual en la seguridad
para protocolos de autenticación y de codificación. El estándar abarca
los protocolos 802.1X, TKIP (Protocolo de Llaves Integras – Seguras–
Temporales), y AES (Estándar de Cifrado Avanzado).

802.11n Proporciona mejoras de mayor capacidad de proceso, se
pretende que la proporción de velocidades es de 500Mbs
802.11h Define la administración del espectro de la banda de los 5
GHz para su uso en Europa y en Asia Pacífico.

Pág. 109


8.9. Formas de conexión
 Puntos de acceso
 Repetidores
 Enrutadores
 Puentes
 Adaptadores
Pág. 110



PUNTOS DE ACCESO
Es la unidad de conexión central entre la red cableada y los
dispositivos WLAN. Actúan como un hub que facilita conectar uno o
varios nodos de forma inalámbrica a una red cableada. Como
funciones adicionales normalmente consideran el control de seguridad
de la red.
Tipos Puntos de Acceso




Puntos de Acceso B y G: Transmite paquetes entre 11 Mbit/s
y 20Mbit/s en la banda de 2.4Ghz en el estándar B y paquetes
hasta 54Mbit/s en la banda de 2.4Ghz en el estándar G,
utilizando los sistemas WEP y WAP.
Puntos de acceso A+G: Transmite paquetes a 6Mbit/s en una
banda de 5.0Ghz en el estándar A y no ofrece seguridad, y
paquetes hasta 54Mbit/s en la banda de 2.4Ghz en el estándar
G, utilizando los sistemas WEP y WAP.

REPETIDORES
Dispositivo hardware encargado de amplificar o regenerar la señal
entre dos segmentos de una red homogénea. Operan a nivel físico del
modelo de OSI. También conocido como expansor de rango o antena
de expansión.
ENRUTADORES
Interfaz entre la red local LAN e Internet, coordina el envío y
recepción de paquetes de datos entre el ordenador local e Internet.
PUENTES
Dispositivo que tienen usos definidos. Interconectan segmentos de la
red a través de medios físicos diferentes. En algunas ocasiones pueden
manejar múltiples redes de datos.
ADAPTADORES
Dispositivos con los cuales se logra conectar un nodo a una red
inalámbrica.

8.10.

Seguridad Inalámbrica
 Filtrado MAC
 Seguridad básica WEP y avanzada WPA
 802.1x
Pág. 111




Túneles VPN

Filtrado de direcciones MAC
Este método consiste en la creación de una tabla de datos en cada uno
de los puntos de acceso a la red inalámbrica. Dicha tabla contiene las
direcciones MAC (Media Access Control) de las tarjetas de red
inalámbricas que se pueden conectar al punto de acceso. Como toda
tarjeta de red posee una dirección MAC única, se logra autenticar el
equipo. Este método tiene como ventaja su sencillez, por lo cual se
puede usar para redes caseras o pequeñas. Sin embargo, posee muchas
desventajas que lo hacen impráctico para uso en redes medianas o
grandes:
Desventajas del filtrado MAC








No escala bien, porque cada vez que se desee autorizar o dar
de baja un equipo, es necesario editar las tablas de
direcciones de todos los puntos de acceso.
Después de cierto número de equipos o de puntos de acceso,
la situación se torna inmanejable.
El formato de una dirección MAC no es amigable
(normalmente se escriben como 6 bytes en hexadecimal), lo
que puede llevar a cometer errores en la manipulación de las
listas.
Las direcciones MAC viajan sin cifrar por el aire. Un
atacante podría capturar direcciones MAC de tarjetas
matriculadas en la red empleando un sniffer, y luego
asignarle una de estas direcciones capturadas a la tarjeta de
su computador, empleando programas tales como AirJack6 o
WellenReiter, entre otros. De este modo, el atacante puede
hacerse pasar por un cliente válido.
En caso de robo de un equipo inalámbrico, el ladrón
dispondrá de un dispositivo que la red reconoce como válido.
En caso de que el elemento robado sea un punto de acceso el
problema es más serio, porque el punto de acceso contiene
toda la tabla de direcciones válidas en su memoria de
configuración. Debe notarse además, que este método no
garantiza la confidencialidad de la información transmitida,
ya que no prevé ningún mecanismo de cifrado.

Wired Equivalent Privacy (WEP)

Pág. 112



El algoritmo WEP10 forma parte de la especificación 802.11, y se
diseñó con el fin de proteger los datos que se transmiten en una
conexión inalámbrica mediante cifrados. WEP opera a nivel 2 del
modelo OSI y es soportado por la gran mayoría de fabricantes de
soluciones inalámbricas.
El algoritmo WEP cifra de la siguiente manera:
Se escoge una clave secreta compartida entre emisor y receptor. Esta
clave puede poseer 40 ó 128 bits.
Desventajas de WEP
WEP no ofrece servicio de autenticación. El cliente no puede
autenticar a la red, ni al contrario; basta con que el equipo móvil y el
punto de acceso compartan la clave WEP para que la comunicación
pueda llevarse a cabo. Existen en este momento diversas herramientas
gratuitas para romper la clave secreta de enlaces protegidos con WEP.
El primer programa que hizo esto posible fue WEPCrack, que consiste
en una serie de scripts escritos en lenguaje Perl diseñados para
analizar un archivo de captura de paquetes de un sniffer. La
herramienta AirSnort hace lo mismo, pero integra las funciones de
sniffer y rompedor de claves, y por lo tanto es más fácil de usar.
Airsnort captura paquetes pasivamente, y rompe la clave WEP cuando
ha capturado suficientes datos.
Túneles VPN





Una red privada virtual (Virtual Private Network, VPN)
emplea tecnologías de cifrado para crear un canal virtual
privado sobre una red de uso público. La parte de la red que
maneja el acceso inalámbrico debe estar aislada del resto de
la red, mediante el uso de una lista de acceso adecuada en un
enrutador, o agrupando todos los puertos de acceso
inalámbrico en una VLAN si se emplea switching.
La VLAN solamente debe permitir el acceso del cliente
inalámbrico a los servidores de autorización y autenticación
de la VPN.
Los servidores de VPN se encargan de autenticar y autorizar
a los clientes inalámbricos, y de cifrar todo el tráfico desde y
hacia dichos clientes. Dado que los datos se cifran en un
nivel superior del modelo OSI, no es necesario emplear WEP
en este esquema.

Pág. 113


Estructura de una VPN para acceso inalámbrico seguro

802.1x



802.1x es un protocolo de control de acceso y autenticación
basado en la arquitectura cliente/servidor, que restringe la
conexión de equipos no autorizados a una red.
El protocolo 802.1x involucra tres participantes:
o El suplicante
o El servidor de autorización/autenticación
o El autenticador

El suplicante
Equipo del cliente, que desea conectarse con la red
El servidor de autorización/autenticación
Contiene toda la información necesaria para saber cuáles equipos y/o
usuarios están autorizados para acceder a la red.
El autenticador
Es el equipo de red que recibe la conexión del suplicante.

Pág. 114



Arquitectura de un sistema de autentificación 802.1x

WPA (WI-FI Protected Access)
WPA propone un nuevo protocolo para cifrado, conocido como TKIP
(Temporary Key Integrity Protocol). Este protocolo se encarga de
cambiar la clave compartida entre punto de acceso y cliente cada
cierto tiempo, para evitar ataques que permitan revelar la clave.
Igualmente se mejoraron los algoritmos de cifrado de trama, con
respecto a WEP.
La norma WPA data de abril de 2003, y es de obligatorio
cumplimiento para todos los miembros de la Wi-Fi Alliance a partir
de finales de 2003. Según la Wi-Fi Alliance, todo equipo de red
inalámbrica que posea el sello “Wi- Fi Certified” podrá ser
actualizado por software para que cumpla con la especificación WPA.

Pág. 115


8.11.

Fabricantes de equipo inalámbrico

Entre los principales fabricantes de equipos para wireless podemos
citar:






Pág. 116

MSI
Linksys
D-Link
Zoom (propiamente el modelo X6 para ADSL)
CISCO SYSTEMS



Bibliografía
Textos
 ALCÓCER, Carlos. Redes de Computadoras. Infolink. Segunda
Edición. 2000. Lima
 TANENBAUM, Andrew S. Redes de computadoras. Pearson.
Cuarta edición. 1998
 GOMEZ V., Alvaro, VELOSO E., Manuel. Redes de
computadoras e internet. Alfaomega Ra-Ma. Primera edición.
2005
 GARCIA, P. DIAZ, J. LOPEZ, J. Transmisión de Datos y Redes
de Computadores. Pearson. Prentice Hall. 2003
 STALLINGS, William. Comunicaciones y redes de
computadores. Prentice Hall. Séptima edición. 2000
 JIMÉNEZ ROCHABRUM, Gerardo. “Redes y Cableado
Estructurado”. Empresa Editora RITISA. 1ra.Edicion. Pág. 92.
Perú. 2005.
 LEÓN-GARCÍA, Alberto, WIDJAJA, Indra. “Redes de
Comunicación”. Editorial Mc Graw Hill. Pág. 43. España. 2002.
Direcciones Electrónicas
 Cisco redes sin fronteras:
http://www.cisco.com/web/LA/soluciones/network_index.html#
~acc~business_case
 Networking HP-3COM: http://h17007.www1.hp.com/us/en/
 Network adapter D-Link:
http://www.dlinkla.com/home/productos/familia.jsp?id_fam=3
 Simulador AP TP-Link: http://www.tp-link.com/simulator/TLWA501G/userRpm/index.htm
 Fast Ethernet ENCORE: http://www.encoreusa.com/co/cat/Wired-Networking/Fast-Ethernet-100Mbps
 Switches con controladores de acceso a redes EDIMAX:
http://edimax.es/es/produce_list.php?pl1_id=14&pl2_id=44

Pág. 117


Apéndice

Comandos de Redes


arp – Muestra y permite modificar las tablas del protocolo ARP,
encargado de convertir las direcciones IP de cada ordenador en
direcciones MAC (dirección física única de cada tarjeta de red),
ejemplo, c:arp –a




ftp – Cliente FTP en modo consola de comandos
getmac – Muestra las direcciones MAC de los adaptadores de
red que tengamos instalados en el sistema, ejemplo, c:getmac



ipconfig – Muestra y permite renovar la configuración de todos
los interfaces de red, ejemplo, c:ipconfig

Pág. 118











msg – sirve para enviar mensaje en una red LAN, para Windows
Vista y Wndows 7, ejemplo, c:msg usuario “mensaje”
nbtstat – Muestra las estadísticas y las conexiones actuales del
protocolo NetBIOS sobre TCP/IP, los recursos compartidos y los
recursos que son accesibles, ejemplo, c:nbtstat -n

net – Permite administrar usuarios, carpetas compartidas,
servicios, etc. Para Windows Vista y Wndows 7. Para un listado
completo de todas las opciones, escribir net sin ningún
argumento. Para obtener ayuda sobre alguna opción en concreto,
escribier net help opción
net send – sirve para enviar mensaje en una red LAN, para
Windows Milenium y Wndows XP, ejemplo, c:net send usuario
“mensaje”
netsh – Programa en modo consola permite ver, modificar y
diagnosticar la configuración de la red

Pág. 119




netstat – Información sobre las conexiones de red de nuestro
equipo, ejemplo, c:netstat



nslookup – Aplicación de red orientada a obtener información en
los servidores DNS sobre un host en concreto, ejemplo,
c:nslookup



pathping – Muestra la ruta que sigue cada paquete para llegar a
una IP determinada, el tiempo de respuesta de cada uno de los
nodos por los que pasa y las estadísticas de cada uno de ellos,
ejemplo, c:pathping –g 190.40.3.3



ping – Comando para comprobar si una máquina está en red o
no, ejemplo, c:ping 192.168.1.252




rasdial – Permite establecer o finalizar una conexión telefónica
route – Permite ver o modificar las tablas de enrutamiento de
red, ejemplo, c:route print

Pág. 120





tracert – Informa sobre el camino que siguen los paquetes IP
desde que sale de nuestra máquina hasta que llega a su destino,
ejemplo, c:tracert 190.40.3.3

Pág. 121

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