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Redes LAN: teoría y protocolos - Coggle Diagram
Redes LAN: teoría y protocolos
Qué es una LAN
Sistema de transmisión de datos a gran velocidad dentro de un área geográfica limitada
Permite comunicar dispositivos y compartir recursos
Usa protocolos de los niveles 1 (físico) y 2 (enlace de datos)
Ventajas
Compartir recursos
Mayor fiabilidad
Administración eficiente
Flexibilidad
Automatización de tareas
Ethernet (IEEE 802.3)
Desarrollada por DIX (Digital, Intel y Xerox); estandarizada por IEEE en 1985
Antecedentes
ALOHA (Abramson, Univ. de Hawaii)
Ethernet de Xerox 2,94 Mbps (Metcalfe y Boggs, 1976)
Ethernet de DEC e Intel 10 Mbps
Características físicas
Señales digitales, full dúplex
Repetidores, hubs y switches regeneran la señal
Topología en estrella (antes también bus)
Método de acceso: CSMA/CD
Acceso múltiple con detección de portadora y de colisiones
Transmite si el medio está libre
Si está ocupado, sigue escuchando
Si hay colisión, envía señal de alerta
Espera un tiempo aleatorio (espera binaria)
Direccionamiento físico
Cada NIC tiene una dirección MAC única
Se ve con ipconfig /all
Trama MAC 802.3
Preámbulo (7 bytes) e inicio SFD (1 byte)
Dirección destino y origen (6 bytes cada una)
Longitud (2 bytes), datos y relleno
FCS/CRC (4 bytes)
Nomenclatura: 100 Base T
100 = tasa de transferencia (Mbps)
Base = tipo de transmisión (banda base)
T = tipo de cable o longitud
Variantes
Ethernet 10 Mbps
10BASE5: coaxial grueso, bus, 500 m
10BASE2: coaxial fino, bus, 185 m
10BASE-T: par trenzado UTP, estrella, 100 m
10BASE-FP: fibra óptica, estrella, 500 m
Fast Ethernet 100 Mbps
100BASE-TX: 2 pares UTP cat. 5 o STP, 100 m
100BASE-FX: 2 fibras ópticas
100BASE-T4: 4 pares UTP cat. 3 a 5
Gigabit Ethernet 1 Gbps
1000BASE-T: UTP, 100 m
1000BASE-SX: fibra multimodo, 550 m
1000BASE-LX: fibra monomodo, 5 km
1000BASE-ZX: fibra monomodo, hasta 70-80 km
Codificación 8B/10B, compatible con 10 y 100 Mbps
10 Gigabit Ethernet
10GBASE-T: UTP/FTP, 100 m
10GBASE-SR: fibra multimodo, 300 m
10GBASE-LR: fibra monomodo, 10 km
10GBASE-ER: fibra monomodo, 40 km
10BASE-T y dominio de colisión
Topología física en estrella con hub; lógica en bus
El hub retransmite las tramas a todas las estaciones
Dominio de colisión: todos los equipos de un mismo hub
Solución: el switch envía la trama solo a su destinatario
Token Ring (IEEE 802.5)
Surge para evitar los retrasos por colisiones de CSMA/CD
Acceso por paso de testigo
Anillo lógico; físicamente anillo o estrella
MAU: concentrador que mantiene el anillo
Cableado típico: STP; longitud máxima de enlace 45 m
FDDI (ANSI e IEEE 802.8)
Red de alta velocidad, capacidad y fiabilidad sobre fibra óptica
Velocidad de 50 a 100 Mbps, hasta 1000 estaciones, 200 km
Fibra multimodo; también sobre par trenzado (TPDDI) o cobre (CDDI)
Acceso por paso de testigo limitado en tiempo
Dos anillos lógicos en sentido opuesto: primario (transmisión) y secundario (respaldo)
Estaciones clase A (DAS), clase B (SAS) y concentrador DAC
Dejó de usarse: Gigabit Ethernet es más rápido y económico
Características
Distancia máxima total: 4 km
Velocidad mínima: 1 Mbps
Topología física: bus, anillo, estrella (la más habitual)
Tasa de error muy baja (menos de 1 por cada 100 millones)
Titularidad privada
Línea de difusión
Estándares: Ethernet, Token Ring, FDDI
Proyecto IEEE 802
Objetivo: comunicar equipos de distintos fabricantes
Cubre los niveles físico y de enlace
Capa de enlace: 2 subniveles
Subnivel LLC (802.2)
Igual para todas las redes
Comunica capas superiores e inferiores
Se implementa por software
Subnivel MAC (802.3 a 802.33)
Se implementa por hardware, en la NIC
Tramado, sincronización, flujo, control de errores y direccionamiento físico
Principales estándares
802.1 Interconexión y gestión de redes
802.2 LLC
802.3 Ethernet (CSMA/CD)
802.4 Token Bus
802.5 Token Ring
802.6 Redes metropolitanas (MAN)
802.8 Fibra óptica (FDDI)
802.10 Seguridad
802.11 Redes inalámbricas (WLAN)
802.12 100VG-AnyLAN
802.15 WPAN (Bluetooth)
802.16 WiMAX
Token Bus (IEEE 802.4)
Topología física en bus y lógica en anillo
Acceso por paso de testigo (token)
Solo transmite el host que tiene el token
Protocolo muy complejo
Se usa en fábricas para controlar procesos de manufactura
100VG-AnyLAN (IEEE 802.12)
Basado en especificaciones de AT&T y Hewlett-Packard
Estrella con concentradores específicos, 100 Mbps
Hasta 3 niveles de hubs en cascada
Cables más largos: 100 m cat. 3 y 150 m cat. 5
Cada puerto del concentrador es configurable como en un conmutador
WLAN (IEEE 802.11)
Redes locales inalámbricas por ondas de radio
Complementan a las LAN por cable
Beneficios
Instalación fácil y económica
Alternativa donde no llega el cable
Gran movilidad
Estándares
802.11a: 54 Mbps, 5 GHz
802.11b: 11 Mbps, 2,4 GHz
802.11g: 54 Mbps, 2,4 GHz
802.11n (2009): 150-600 Mbps, 2,4 y 5 GHz
802.11ac (Wi-Fi 5, 2014): 5 GHz, MU-MIMO, hasta varios Gbps
802.11ax (Wi-Fi 6, 2019): 2,4 y 5 GHz, MU-MIMO y OFDMA, hasta 11 Gbps
Otras tecnologías
Bluetooth: redes personales, 3 a 400 kbps
HomeRF: oficinas pequeñas y hogar (SOHO)
Seguridad Wi-Fi
WEP: cifrado RC4 de 64 o 128 bits, se descifra en minutos
WPA (2003): servidor RADIUS, claves distintas por usuario
WPA-PSK: clave precompartida, para casa y pequeñas empresas
WPA2 (2004): estándar 802.11i