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curso Técnico en redes de datos completo parte 1
SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO
SUBTÍTULOS DEL TEMA
• Paredes
• Funciones
• Practicas de cableado
• Conexiones cruzadas e interconexiones
• Cuarto de equipos
– Diseño, Funciones, Prácticas de cableado, Cuarto
de entrada de servicios
• Cableado del backbone
– Atenuación, Capacitancia, Impedancia y distorsión por retardo, Estándares relacionados
• Medios de Transmisión
Cuarto de telecomunicaciones
• Paredes
– Mínimo 2 paredes deben tener láminas de plywood AC de 20 mm, 2.4 m de alto.
– Deben para soportar equipos.
– Conviene que tenga pintura resistente al fuego, lavable, mate y color claro.
– El diseño y aprovisionamiento deben seguir requerimientos de norma EIA/TIA 569-A.
Cuarto de telecomunicaciones
• Funciones
– Función principal: terminación del cableado horizontal compatible con cable usado.
– Cable vertebral termina en cuarto de telecomunicaciones compatible con cable usado.
– Conectividad flexible: extiende varios servicios a tomas/conectores de áreas de trabajo, debido a conexión cruzada de terminaciones de cables horizontal y vertebral. Conexión cruzada horizontal: hardware de conexión, jumpers y cordones de parcheo.
Cuarto de telecomunicaciones
• Funciones
– Puede tener conexiones cruzadas intermedias o principales para diferentes porciones del cableado vertebral.
– Conexiones cruzadas de vertebral a vertebral se usan para unir cuartos de telecomunicaciones en configuración anillo, bus, o árbol.
– Brinda medio controlado para colocar equipos de telecomunicaciones, hardware de conexión o cajas de uniones que sirven a un área.
– Punto de demarcación y aparatos de protección
pueden estar en cuarto de telecomunicaciones.
Cuarto de telecomunicaciones
• Practicas de cableado
– Tomar precauciones en manejo de cables para prevenir tensión.
• Conexiones cruzadas e interconexiones
– Cableado horizontal y vertebral deben terminarse en hardware de conexión con requerimientos de norma EIA/TIA 568-A.
– Conexiones entre cables horizontal y vertebral son
cruzadas.
– Cables de equipo con muchos puertos en un conector terminan en hardware de conexión dedicado.
– Interconexión directa reduce flexibilidad.
Cuarto de equipos
• Proveen funciones a cuartos de
telecomunicaciones.
• Espacio centralizado para equipo de telecomunicaciones. un cuarto de equipo puede proporcionadas funciones de cuarto de telecomunicaciones.
• Tiene espacio de trabajo para personal.
Estándar ANSI/TIA/EIA-568-A y
ANSI/TIA/EIA-569.
Cuarto de equipos
• Diseño
– Requerimientos de diseño y aprovisionado en norma EIA/TIA 569.
• Funciones
– Ambiente controlado para conectores de equipos de telecomunicaciones, hardware de conexión, cajas
de uniones, instalaciones de aterrizaje y sujeción,
aparatos de protección.
– Contiene terminaciones de equipo.
– Contiene terminaciones de red troncal/auxiliar.
Cuarto de equipos
• Prácticas de cableado
– Se aplican las buenas prácticas de cableado de cuarto de telecomunicaciones.
• Cuarto de entrada de servicios
– Entrada de servicios de telecomunicaciones:
entrada por la pared hasta cuarto de entrada.
– Puede tener backbone. Estándar ANSI/TIA/EIA-568-
A y ANSI/TIA/EIA-569.
– Tiene: cable, hardware de conexión y transición, dispositivos de protección y equipo de conexión de servicio externo con cableado local.
– Considera punto de demarcación de proveedores
de servicio y cableado local.
Cuarto de entrada de servicios
• Diseño
– Diseño de acuerdo a requerimientos de norma
EIA/TIA 569.
• Funciones
– Punto de demarcación de red entre proveedor de servicio y cableado local.
– Ubicación de protección eléctrica con códigos
eléctricos.
– Transición entre cableado en planta externa y cableado para distribución en interiores.
Cableado backbone
• Interconecta cuartos de: entrada de servicios,
telecomunicaciones y equipo.
• Incluye conexión vertical entre pisos, medios de transmisión, puntos de conexión cruzada principal e intermedio y terminación mecánica.
• Conecta gabinetes de telecomunicaciones y sala de equipamiento.
• Hace instalación independiente para telefonía (cable telefónico multipar) y datos (estrella, un gabinete actúa como centro y tiene equipamiento más complejo).
Cableado backbone
• Backbone de datos: con cables UTP categoría
5 o fibra óptica.
• Fibra óptica tiene mayor flexibilidad y posibilidad de crecimiento. Se conecta cada gabinete con el gabinete central.
• Es mejor usar cable con mayor cantidad de fibra (6 a12), a pesar que Ethernet requiere mínimo cable de 2 fibras, porque se tendrá conexiones de respaldo o para usar de otras topologías que utilicen más fibras.
Cableado backbone
• Norma EIA7TIA 568 ubica transmisión de
cableado vertical a horizontal, y otros
• Secciones de gabinetes:
a) Acometida de puestos de trabajo: 2 cables UTP.
b) Acometida de backbone telefónico: cable multipar. c) Acometida de backbone de datos: fibra óptica.
d) Electrónica de red de datos: hubs, switches, bridges
y otros.
e) Alimentación eléctrica.
f) Iluminación.
g) Ventilación.
Cableado y puesta a tierra
• Interconexión de telefonía con cableado a
puestos de trabajo:
1. Regletas o bloques de conexión, conectan cables
de telefonía y puestos de trabajo.
2. Usa “patch panels” para terminar telefonía y
cableado horizontal, cruza “patch cords”.
• Sistema de puesta a tierra
– Estándar ANSI/TIA/EIA-607, estructura metálica y
de cableado con conexión a tierra eléctrica.
– Tierra de uso exclusivo de red, menor a 0.5 ohm.
– Conectar equipos a UPS
Cableado
• Atenuación
– Pérdida de fuerza o amplitud de señal que afecta la transmisión a la distancia. Para evitar la atenuación de la señal, el largo de la red se limita.
– Por la variación de la amplitud, se producen errores.
Para minimizar pérdida se usan repetidores o
amplificadores que alargan la distancia de red.
Cableado
• Capacitancia
– Distorsiona la señal en el cable
– Es mayor si cable es más largo y espesor del
aislante es delgado.
– es energía almacenada en un cable.
– probadores de cable miden la capacitancia del cable para saber si cable está estirado.
– Capacitancia de par trenzado = entre 17 y 20 pF.
Cableado
• Impedancia y distorsión por retardo
– Existe fuentes externas de ruido que afectan la señal en el cable, que hacen que el ruido opaque o anule la señal transmitida. Mantener un nivel de señal sobre el nivel de ruido.
– Señal compuesta por muchas frecuencias sufre distorsión por retardo por impedancia que se resiste al cambio de frecuencia, ocasiona que señal llegue al receptor fuera de tiempo.
– La interferencia es ruptura de cables adyacentes no
es problema típico de cables.
– El ruido ambiental proviene de fluorescentes, motores, hornos de microondas, computadoras, fax, teléfonos y copiadoras.
Cableado
• Estándares relacionados
– ANSI/TIA/EIA-568-A de Alambrado de
Telecomunicaciones para Edificios
– ANSI/TIA/EIA-569 de Rutas y Espacios de
Telecomunicaciones para Edificios
– ANSI/TIA/EIA-606 de Administración para Infraestructura de Telecomunicaciones ANSI/TIA/EIA-607 de Requerimientos de Puesta a Tierra de Telecomunicaciones de Edificios
– Manual de Métodos de Distribución de
Telecomunicaciones
– ISO/IEC 11801 Generic Cabling for Customer
– National Electrical Code 1996
– Código Eléctrico Nacional 1992 (CODEC)
Medios de Transmisión
• Estructura física que transporta información entre terminales, su elección dependen de: a) Tipo de conductor
b) Velocidad máxima (ancho de banda)
c) Distancias máximas
d) Inmunidad a interferencias electromagnéticas e) Facilidad de instalación
f) Soporte a distintas tecnologías de enlace
Tipos de medios de transmisión
• Medio guiado.
– Alambre de metal (cobre, aluminio y otros).
• Incluyen: cable par trenzado y cable coaxial.
• El cobre se utiliza más en redes, porque es barato, fácil instalación y velocidad hasta 100 Mbps.
• Sus características eléctricas pone limites para transmitir, irradia la señal transmitida y puede monitorearse, la radiación le afecta.
– Cable de fibra óptica.
• Hilos únicos o múltiples de fibra de vidrio o plástico.
• Medio no guiado.
– Usa técnicas para transmitir señales por el aire, como infrarrojo y microondas.
PARTE II
SISTEMA DE CABLEADO
ESTRUCTURADO
SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO
SUBTÍTULOS DEL TEMA
• Tipos de cables.
• Cable Par trenzado
• El cable UTP para comunicación de rango vocal
• Recomendaciones
• Par trenzado blindado (STP)
• Cable UTP vs cable STP
• Compatibilidad con el medio
Tipos de cables
• Se transmiten datos usando como medio de transmisión: cable recto, cable coaxial, cable UTP, fibra óptica, cable STP.
• Para cableado estructurado se recomienda:
UTP, STP y FTP, categoría 5, que trabaja a
100 Mhz y soporta voz, video y datos.
• UTP es el más aceptado por su costo y fácil instalación, a alta velocidad es sensible a
interferencia electromagnética.
Tipos de cables
• STP tiene blindaje individual para cada par, y externo, que da confiabilidad ante radiación electromagnética, se usa en instalaciones de procesos de datos. Es robusto, caro y fácil de instalar.
• FTP tiene blindaje de aluminio para los pares que protege ante emisión electromagnética. Es precio intermedio entre UTP Y STP,
instalación requiere calificación especial.
Cable Recto
• Son alambres de cobre envueltos en aislante.
• Conecta equipos periféricos a distancia corta y
baja velocidad de transmisión.
• Sensible a interferencia a gran distancia.
• Ejemplo: cable serie para conectar módems o
impresoras serie.
Par trenzado sin blindar (UTP Unshielded Twisted Pair)
• Es el más utilizado en redes LAN, barato y de
instalación sencilla.
– Permite transmitir señal digital o analógica.
– Formado por hilos de cobre rodeado de dieléctrico, trenzados de 2 en 2 para evitar diafonía. Usualmente tiene 4 pares.
– Sensible a interferencia electromagnética.
– EIA (Electronics Industries Association) especifica categorías.
– Propiedades de transmisión dependen de:
• Fabricación del cobre
• Material de recubrimiento del conductor y cable
• Trenzado de cada par.
Categorías del cable UTP
• Categoría: conjunto de parámetros de transmisión con ancho de banda definido y frecuencia.
• UTP categoría 1
– Diseñado para redes telefónicas.
• UTP categoría 2
– Para transmisión de voz y datos hasta 4Mbps
Categorías del cable UTP
• UTP categoría 3
– Transmisión hasta 16 MHz. Los cables con conductores 24 AWG.
– Aplicaciones: voz, Ethernet 10Base-T y Token Ring.
– Parámetro de transmisión: para 16 MHz Atenuación = 14.9 dB
• UTP categoría 4
– Soporta comunicaciones en redes de computadoras hasta 20Mbps.
Categorías del cable UTP
• UTP categoría 5
– Estándar actual en redes LAN, soporta 100Mbps. Es compatible con tipos anteriores.
– Ha evolucionado la definición de sus parámetros debido a definición de GIGABIT Ethernet.
– Sus conductores son 24 AWG.
– Aplicaciones: voz, Ethernet 10Base-T, Token Ring,
100VG AnyLan, Fast Ethernet 100Base-TX, ATM
155 Mbps, Atm 622 Mbps, Gigabit Ethernet.
– Parámetro de transmisión: para 100 MHz Atenuación = 24dB
Categorías del cable UTP
• UTP categoría 5 mejorada
– Parámetro de transmisión hasta 100 MHz.
– Define mejores parámetros para atenuación, NEXT y PSELFEXT que garantizan mejor transmisión de Gigabit Ethernet.
– Aplicaciones: voz, Ethernet 10Base-T, Token Ring,
100VG AnyLan, Fast Ethernet 100Base-TX, ATM
155 Mbps, ATM 622 Mbps, Gigabit Ethernet.
– Parámetro de transmisión: para 100 MHz
Atenuación = 24dB
• UTP categoría 6
• UTP categoría 7
Cable UTP para comunicación de voz
• Compuesto por conductor circular de alambre
electrolítico recocido.
• Tiene capa de aislante de polietileno con sustancia antioxidante y encima una capa de polietileno coloreado.
• Diámetro sin aislante: 0.5 mm, con aislante:
alrededor de 1 mm
• Se maneja por grupos de pares: multipar
– están trenzados para mejorar resistencia ante interferencia electromagnética.
– Los pares se definen por colores normalizados para
identificarlos y saber cómo conectarlos.
Cable UTP para comunicación de voz
• Los cables se trenzan en pares por color y se
unen en estructuras mayores:
– Pares se agrupan en subgrupos
– Subgrupos forman grupos
– Grupos componen superunidades
– Superunidades conforman el cable.
– Los cable telefónicos pueden ser armados de 6, 10,
18, 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 600,
900, 1200, 1500, 1800, o 2200 pares.
Cable UTP para comunicación de voz
• Pares de reserva
– Hay que contar con pares de reserva en cables de más de 100 pares para casos de posibles deterioro. Su número se limita al 1% del total.
• Blindaje exterior de cable
– El cable tiene material aislante resistente a la humedad, aplicada de manera helicoidal o longitudinal.
– Encima se recubre con polietileno laminado con aluminio
• Presurización de los cables
– Proceso que introduce gas seco al interior del cable
(más de 50 pares), para eliminar humedad.
Cable UTP para comunicación de voz
• Pruebas sobre los cables
– Prueba eléctrica:
• Aplica corriente continua a 20 grados, se mide resistencia (menor 143 Ohms/Km), a más resistencia mayor atenuación y menor distancia.
– Prueba física:
• Alargamiento y Ruptura: una muestra del cable (probeta), se somete a tracción para determinar tracción mínima (punto en que se alarga) y alargamiento de rotura mínima (punto de ruptura).
• Contracción del cable, una muestra de 150mm de cable se calienta por 4 horas entre 115 y 130 grados, se mide nivel de contracción a temperatura ambiente.
Cable UTP para comunicación de voz
• Estructura del cable UTP
– UTP categoría 5 empleado para redes es de 8 hilos ó 4 pares trenzados, cubiertos por tubo plástico que ayuda contra interferencia externa.
– Los cuatro pares tienen color diferente, cada par tiene un hilo de un color especifico y el otro mezcla de blanco con franjas del mismo color del par. Para fácil identificación e instalación.
– La resistencia a interferencias es mejor si está tendido por canaleta.
Cable UTP para comunicación de voz
• Impedancia características
– Impedancia = 100ohms + 15% desde 1 Mhz hasta tope de frecuencia superior (16, 20 o 100 Mhz).
– Cada niveles de cable mejora transmisión de datos y reduce atenuación, crosstalk, capacidad y desajuste de impedancia.
• Atenuación
– Disminuye nivel de señal por imperfección del cable.
– Unidad en dB por 100 m (dB/m). Menor valor de dB/m indica cable de mejor característica.
Cable UTP para comunicación de voz
• Crosstalk o paradiafonía (medido en dB)
– Ruido eléctrico en cable originado por luces fluorescentes o señales de cables cercanos.
• Capacitancia
– Distorsión de señal eléctrica debido a cables cercanos.
– Medida en pF por metro pf/m. A menor valor de
pf/m, mejor cable.
• Desajustes de impedancia
– Impedancia de señal diferente del receptor, debe
ser igual para comunicación clara
– Impedancia en cable UTP = 100 ohm +/- 15
Recomendaciones
• UTP se emplea en ambientes con bajo índice de ruido. Debe ir en ducto metálico o EMT para evitar señales parásitas.
• STP o fibra óptica se usa para ambientes de
alto índice de ruido e interferencia.
• Fibra óptica se recomienda para exteriores, (cable de cobre actuaría como antena). Fibra se usa en instalación subterránea, no es sensible a EMI (ElectroMagnetic Interference) y no le afecta la humedad.
– Fuente de EMI: motor eléctrico, línea de poder,
señal de radio de alto poder y de radar.
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Par trenzado blindado (STP - Shieldd Twisted
Pair)
• STP supera velocidad de 100 Mbps, es más
caro que UTP.
• Sus pares trenzados están recubiertos por
malla, debajo del aislante exterior.
• Usa conectores RJ-45 o RJ-11 que también
tienen blindaje.
Par trenzado blindado (STP)
• Sistema de cableado STP a 400 MHZ
– Soporta protocolo Gigabit Ethernet/1000 Mbps de alta velocidad, aplicaciones de video de alta velocidad y otros.
– Provee solución end-to-end con desempeño mayor
de 10 dB, ACR a 400 Mhz.
– Sistema STP 400 tiene patch panel de alto desempeño, cableado horizontal, conector modular para comunicaciones, patch cords y sistema de administración.
– Incluye sistema de cableado SMART-Giga y productos para tecnología Ethernet, Token Ring y AS/400.
Par trenzado blindado (STP)
• Impedancia característica
– Impedancia = 150 ohm + 10% entre 3 y 300 Mhz
• Malla de protección del cable (STP)
– Función de la malla: Atenúa onda electromagnética incidente:
a) parte reflejada que da perdidas por reflexión
b) parte absorbida que da perdidas por absorción
c) parte que soporta reflexiones múltiples en la malla
Cable UTP vs cable STP
• Por variación de longitud de vueltas en pares cercanos, se minimiza posibilidad de interferencia entre pares del mismo cable.
• STP protege la señal transmitida con un escudo conductor, pero esta malla actúa como una antena, convierte el ruido en flujo de corriente dentro del escudo, que se opone al par trenzado. Si las dos corrientes son simétricas se cancelan. Una discontinuidad en la malla o asimetría produce el ruido indeseado.
Cable UTP vs cable STP
• STP es efectivo para prevenir radiación o interferencia cuando esta conectado a tierra, todo el sistema de cableado blindado debe tener malla metálica.
• Desventajas del STP: atenuación aumenta en alta frecuencia, su balance disminuye si efecto del escudo no se compensan.
• Un escudo efectivo depende del material de malla, grosor, tipo de ruido de la EMI, frecuencia, distancia a la fuente de ruido, discontinuidad en la malla y estructura de la
tierra.
Cable UTP vs cable STP
• ScTP (Screened Twisted Pair) Par trenzado protegido o enmarcado usan malla con bordes, son pesados y difíciles de instalar
• FTP (Foil Twisted Pair ) Par Trenzado de malla de hoja, delgados y baratos; difíciles de instalar, por radio de doblamiento y máxima fuerza de tensión que soporta.
• UTP usa técnica de balance y filtros (baluns) para minimizar el ruido. Más fácil de mantener que la continuidad de la malla y conexión a tierra del STP.
Compatibilidad con el medio
• Par trenzado tiene tiempo en mercado: señal
telefónica pasa por par trenzado.
• Cable coaxial y fibra óptica manejan más
ancho de banda y tecnologías emergentes.
• Par trenzado ha evolucionado y soporta señal
de más de 100 Mbps.
• Desarrollo de estándar EIA/TIA-568 para
Categoría 3, Categoría 4, y Categoría 5
SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO
SUBTÍTULOS DEL TEMA
• Hub
• Switch y router
• ¿Dónde usar switch?
• ¿Dónde usar un router?
• Otros importantes beneficios del router
• Segmentando con switch y router
• Selección switch /router para segmentar
Hub
• Dispositivo de red
• Conecta terminales en topología física
estrella, transmisión en bus por difusión.
• Trabaja en capa física de red
• Repite la señal de una entrada hacia las
demás, regenerándola digitalmente.
Hub
• Para elegir un hub hay que considerar:
– Conectores para UTP están delante y detrás del hub, de acuerdo al modelo.
– Trabaja en redes de 10Mbps y 100Mbps para facilidad de migración.
– Realiza tareas de buffering o control de flujo.
– Cada hub tiene un número determinado de puertos disponibles, debe soportar conexiones en cascada, para posible crecimiento de red.
– Conecta el piso con cableado principal (fibra óptica).
Debe soportar diversos tipos backbone.
– Algunos hubs tienen conector BNC que une red de cable coaxial a red UTP.
Hub
• Unidad de interconexión de luz (LIU)
– La unidad de interconexión de fibra óptica provee conexiones en cruz, interconexiones, o empalmes para construir del cable de fibra óptica, cables de unión y cables LIGHTPACK.
– Se adpata a la pared o stacks.
Switches y Ruteadores
• Tecnología de SWITCH
– Resuelve problemas de rendimiento: agrega ancho de banda, acelera paquetes, reduce tiempo de espera y baja costo por puerto.
– Opera en capa 2 del modelo OSI, reenvía paquetes
según dirección MAC.
– Segmenta la red en dominios de colisión, reduce competencia de cada estación por el medio, asignándole ancho de banda mayor.
– No hace funciones minuciosas de control de red, de
seguridad, redundancia o manejo.
Switch y Router
• Tecnología de router
– Segmenta la red para limitar tráfico de broadcast, da seguridad, control y redundancia en dominio de broadcast, brinda servicio de firewall y acceso económico a WAN.
– Opera en capa 3 del modelo OSI, tiene más
facilidades de software.
– Protocolos de red: IP, IPX, AppleTalk o DECnet.
Toma decisión inteligente al renviar paquetes.
Switch y Router
Switch y Router
– Funciones básicas
1. Crea y mantiene estática o dinámicamente tablas de ruteo para cada capa de protocolo de red.
– Extrae la dirección destino de la capa de red y decide envío de acuerdo con la tabla de ruteo.
2. Selecciona mejor ruta, considera la dirección
MAC destino y otros factores:
– cuenta de saltos
– velocidad de la línea
– costo de transmisión
– retraso y condiciones de tráfico
• Desventaja: proceso adicional del ruteador aumenta tiempo de espera o reduce desempeño.
¿Dónde usar Switch?
• Buen diseño de red proporciona efectiva interacción entre cliente/servidor, rapidez y confiabilidad del servicio.
¿Dónde usar Switch?
• Incremento de uso en una LAN:
– Aumento de incremento de nodos de red.
– Desarrollo de procesadores más rápidos y
poderosos en terminales y servidores.
– Control total contra colisiones.
– Necesidad de ancho de banda para aplicaciones clientes/servidor.
– Tendencia a desarrollar granjas centralizadas de servidores para facilidad de administración y reducir su número.
¿Dónde usar Switch?
• La regla tradicional 80/20 del diseño de redes, donde el 80% del tráfico en una LAN permanece local, se invierte con el uso del switch.
• Los switches resuelven los problemas de ancho de banda al segmentar un dominio de colisiones de una LAN, en pequeños dominios de colisiones.
• En la figura la segmentación casi elimina el concurso por el medio y da a cada estación final más ancho de banda en la LAN.
¿Dónde usar un router?
• Funciones:
– Segmenta la red en dominios individuales de brodcast.
– Suministra envío inteligente de paquetes.
– Soporta rutas redundantes en la red.
• Beneficios:
– Aísla trafico de red, diagnóstica problemas, cada
puerto es una subred, trafico brodcast no pasa.
– Seguridad: filtra paquetes en LAN y WAN.
– Red jerárquica: delega autoridad y manejo local de
regiones separadas.
– Integra tecnologías de enlace de datos: Ethernet,
Fast Ethernet, Token Ring, FDDI y ATM.
Segmentando con Switch y Router
• Segmentando LAN con Switch
– LAN: dominio de colisiones, switch segmenta en dominios más pequeños. Ventajas: reduce número de estaciones a competir por el medio.
– En un dominio de colisión el ancho de banda se
comparte por todas las estaciones del dominio.
– Switch mejora eficiencia agrega ancho de banda.
– El trafico de broadcast en dominio de colisión, se reenvía a todos los dominios, para asegurar comunicación entre terminales.
Segmentando con Switch y Router
• Segmentando Subredes con Router
– Subred: puente o switch de dominio de broadcast con dominios de colisión.
– Router: interconecta y limita dominios de broadcast.
– En un dominio de broadcast segmentado en dos dominios de colisiones con un switch, el tráfico de broadcast de un dominio se reenvía al otro.
Segmentando con Switch y Router
• En un dominio de broadcast segmentado en dos dominios de broadcast con un ruteador, el tráfico de broadcast de un dominio no se renvía al otro
Seleccionar switch y router para segmentar
• Como un router trabaja en capa 3 de OSI, también ejecuta funciones de capa 2: crea dominios de broadcast y de colisión.
• Seleccione un router si se quiere ruta redundante, envió inteligente de paquetes o acceso a WAN.
• Seleccione un switch si se quiere incrementar ancho de banda y descongestionar tráfico.
• El costo es un factor a considerar: switch tiene costo más bajo por puerto que el router.
Seleccionar switch y router para segmentar
• Diseñando redes con switches y ruteadores
– Una red de comunicación de datos eficiente puede ser la parte central de una organización.
– El diseño abarca: desde enlace individual hasta manejo global de la red, debe considerar el presupuesto disponible.
• Diseñando redes para grupos de trabajo
– Grupo de trabajo: usuarios finales que comparten recursos de computo; localizados en un edificio o campus.
Seleccionar switch o router para segmentar
• Pequeños Grupos de Trabajo
– Grupos de trabajo en red interna. Tiene 2 hub, puede crecer hasta 20, 200 usuarios.
– Necesidad: maximizar ancho de banda de servidores, dividir terminales en dominios de colisiones de 10 Mbps, usuarios especiales con 10
Mbps dedicados.
Seleccionar switch o router para segmentar
• Opción 1: Solución con router
– Router: tiene interfaz dedicada de alta velocidad al servidor, numerosas interfaces Ethernet para cada hub y usuarios especiales.
– Divide dominio de broadcast y colisión en dominios
pequeños. Perspectivas:
• económica: alto costo por puerto, gasto en manejo a largo plazo.
• tecnológica: bajo tráfico no justifica complejidad.
Seleccionar switch o router para segmentar
• Opción 2: Soluciones con switch
– Switch: el dominio broadcast se divide en 4 dominios de colisiones, los usuarios comparten 10
Mbps.
– Acceso dedicado a servidores y usuarios especiales, elimina competencia por acceso al medio, servidor tiene interfaz de alta velocidad.
Seleccionar switch o router para segmentar
• El switch es la mejor solución si se quiere dar
ancho de banda a grupos de trabajo:
– Tiene mayor velocidad, envía su salida a todos los puertos. El rendimiento de salida es crítico si cliente y servidor están en segmentos distintos.
– Mejor rendimiento por puerto en costo.
– Costo aproximado switch Ethernet US $200
– Costo aproximado ruteador Ethernet US$2000
– Switch: más fácil configuración, manejo y reparación que ruteador.
Seleccionar switch o router para segmentar
• Grupos de Trabajo Departamentales
– Grupo compuesto de varios grupos pequeños de trabajo que se combinan con switch a interfaces de alta velocidad (Fast Ethernet, FDDI ó ATM). Usuarios acceden a servidores, por interfaz compartida de alta velocidad.
Seleccionar switch o router para segmentar
• Eficiencia del switch departamental debe ser
igual a switch individual
• Ofrece facilidades: versatilidad modular, forma
de migrar a tecnologías de alta velocidad.
• Un switch departamental es base de
dispositivos del grupo de trabajo.
• Para mayor ancho de banda, se pueden remplazar los hub por switch de 10 Mbps de bajo costo.
SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO
SUBTÍTULOS DEL TEMA
• Tráfico de broadcast
• Ruteo y segmentación física y lógica
• Ambientes de backbone
• Enlace de alta velocidad y ATM campus
• Backbone redundantes
• Acceso a WAN
• Futuro de los switches
• Soporte multimedia
• Futuro del ruteo
• Interfaces LAN y WAN
Tráfico de Broadcast
• Hay organizaciones que se interesan por alto
tráfico de broadcast y multicast.
• Protocolos como IP generan limitado tráfico de broadcast, otros como IPX usan mucho tráfico de broadcast.
• Algunos switches implementan software que regula el broadcast, cuentan número de paquetes enviados de broadcast y multicast en período definido, si alcanza el tope no envía más paquetes similares hasta siguiente intervalo. No afecta eficiencia de dispositivos
de red.
Ruteo como política segura
• Al incrementar usuarios en grupos de trabajo,
crece el broadcast y afecta:
– Rendimiento de red.
– Problemas de aislamiento.
– Efecto de broadcast en rendimiento de terminal.
– Seguridad en la red.
• Instalar un ruteador que evite estos problemas es puede ser la mejor opción para la organización.
• Tráfico de broadcast en grupo de trabajo con switches de 100 a 200 usuarios, no es un problema significativo.
Ruteo como política segura
• En grupos de trabajo grandes influye factores de riesgo: seguridad y costo del negocio por tormenta de broadcast que hagan caer la red.
– El ruteador brinda bajo costo por usuario en seguridad. Provee seguridad, por segmentación física o lógica.
– Costo ruteador Fast Ethernet por puerto: US $6,000.
Para dominio de broadcast de 200 usuarios, costo por puerto del ruteador = US $30. Costo por usuario, para vida media de 5 años, = US $6 usuario/año.
Segmentación Física
• Segmento físico en dominio broadcast: router como
seguridad.
• Router: interfaz dedicada con switch, forma dominio de colisión privado. Switch actúa entre clientes y servidores, router actúa entre dominios individuales de broadcast o por WAN.
Segmentación Lógica
• Usar ruteadores y switches para conectar LAN
virtuales separadas (VLAN).
• VLAN: crea dominios virtuales de broadcast en ambiente de switch independiente de estructura física, define grupos de trabajo en base a grupos lógicos y terminales individuales.
• Tráfico entre miembros de VLAN: se usa switch, tráfico entre VLAN diferentes: se renvía al ruteador.
Ambientes de Backbone
• Arquitectura de backbone colapsado:
– centraliza complejidad, incrementa funcionalidad, reduce costos y soporta modelo de granja de servidores.
• Limitaciones: dispositivos pueden ser cuello de botella y punto de falla.
• Si función primaria del backbone es:
– funcionalidad se elije switch.
– funcionalidad y seguridad se elije router.
Ambientes de Backbone
Alta velocidad en enlace en central de datos
• Switch de grupo de trabajo son puertos en cada piso, enlaces de 10 Mbps dedicados y compartidos para usuarios, interfaz de alta
velocidad para servidor y enlace a central.
Alta velocidad en enlace en central de datos
• Servidor de central de datos se pone a interfaz
compartida de alta velocidad del ruteador.
• Ruteador: conectividad entre switch de grupos de trabajo de cada piso, granja de servidores, backbone de campus y WAN. El ruteador es parte central de operación de red, el switch proporciona ancho de banda adicional.
Enlace de alta velocidad a la central de datos
• Si hay un solo dominio de broadcast, se puede introducir un switch LAN de alta velocidad en la central de datos
Enlace de alta velocidad a la central de datos
• Switch cambia topología lógica de red e
impacta en direcciones del usuario.
• Switch de alta velocidad conecta pisos, aumenta funcionalidad, conecta los servidores y switch de grupos de trabajo.
• Switch adicionales se integran vía hub.
Enlace de alta velocidad a la central de datos
• Plataforma switch/ruteador: funcionalidad de switch dedicado de alta velocidad y de ruteador. No ofrece soporte completo, ni facilidades de ruteador dedicado, en protocolos de red y protocolos de ruteo. No dispone de acceso WAN.
• Para cada dominio de broadcast, se necesita interfaz múltiple de ruteo de alta velocidad que soporte switch. No hay conexión directa entre granja de servidores y switch de grupos de trabajo.
Enlace de alta velocidad a la central de datos
ATM para el Campus
• Si tanto el backbone del campus como los edificios comienzan a experimentar congestionamiento, se puede reemplazar el backbone de alta velocidad con un switch ATM.
• La Fig. 29muestra como un modulo ATM apropiado se integra a la central de datos, notar que los switches de los grupos de
trabajo permanecen sin cambios y el acceso a la granja de servidores es vía una interface ATM directa al switch de campus.
ATM para el Campus
Backbone redundantes
• Backbone debe protegerse de fallas, ruteador permite construir backbones redundantes, garantizan confiabilidad de operación, disponibilidad y mantenimiento en días
críticos.
Acceso a WAN
• Si hay localizaciones en diferentes áreas geográficas, el ruteador debe soportar conexión a red metropolitana o de área
amplia.
Acceso a WAN
• Ancho de banda de WAN, es recurso escaso.
Tecnología de ruteo elimina tráfico de broadcast sobre WAN, sin dominio de broadcast la capacidad de WAN se agota.
• Facilidades adicionales del ruteador :
– Construir firewall, dar seguridad y control de acceso.
– Conexión de oficinas en diferentes áreas
geográficas, de acuerdo a tecnología y costos
– Soporta compresión de paquetes a nivel enlace,
reduce tamaño del encabezado y datos.
– Reconoce protocolo, prioriza tráfico y soporta enlaces lentos a la WAN.
Futuro de los Switches
• Precio del switch sigue disminuyendo, costo por puerto del switch se acerca al hubs. Muchos usuarios eligen switch.
• Habrá demanda creciente de switches de backbone de alta densidad, con gran número de puertos de alta velocidad.
• Servidores estarán conectados a switch de alta velocidad y ATM se usara en enlaces
internos y backbone de campus.
Soporte Multimedia
• Se estima que al tráfico de multimedia aumentará en los siguientes años, por ello se plantea que este tráfico tenga alta prioridad en redes, considerando el ancho de banda de redes LAN.
• También hay que considerar el acceso a la red WAN y su capacidad de soportar aplicaciones multimedia, las que requieren alta funcionalidad y calidad. Por tanto quedan pendiente varias innovaciones de tecnología en dispositivos de conectividad.
Futuro del Ruteo
• Se estima que el ruteo es un factor de expansión de redes, integrándolo con el switch.
• Hay que garantizar que el ruteador soporte
última tecnología y diseño de redes.
• Por la necesidad de controlar el ambiente, usar segmentación, redundancia, firewall y seguridad; el uso ruteo aumentará.
• En consecuencia, los ruteadores se harán
más fáciles de instalar y configurar.
Interfaces LAN y WAN
• Tendencia del ruteador es tener interfaces de alta funcionalidad para conectar switches de alta densidad, que corresponde a un modelo costo-efectividad.
• Interfaces WAN basado en ruteador tiene dos
direcciones.
– incremento de interfaces WAN de baja velocidad
para conectar sitios remotos alquilando conexiones.
– interfaces físicas (Frame Relay, ISDN) con línea
dedicada alquilada fraccionada.
Sumario
• Switch y ruteador son complementarios,
permiten escalar redes a tamaños grandes.
• Ruteador aporta control de broadcast, redundancia, control de protocolos y acceso a WAN.
• Switch facilita manejo de red, se integra fácilmente en redes de ruteadores.
• Si ATM se implementa en backbone, se requiere ruteo para comunicar VLAN.
Interesante
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