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Debian - Tema 15.4: componentes

15.4.1. Medios de transmisión

Por medio de transmisión se entiende el material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, o de cualquier otro tipo se emplea para facilitar el transporte de información entre diferentes equipos, más o menos alejados.

El medio de transmisión consiste en el elemento que conecta físicamente las estaciones de trabajo al servidor y los recursos de la red. Entre los diferentes medios utilizados en las redes de área local o LAN se puede mencionar: el cable de par trenzado, el cable coaxial, la fibra óptica y el espectro electromagnético (en transmisiones inalámbricas en forma de radiación electromagnética).

Su uso depende del tipo de aplicación particular ya que cada medio tiene sus propias características de costo, facilidad de instalación, ancho de banda soportado y velocidades de transmisión máxima permitidas. Las características que más influyen en la elección son la resistencia y el diámetro.

15.4.1.1. Tipos de cables y criterios de elección

Hay de dos tipos: guiados (cables en sus diferentes tipo) y no guiados (se transmiten por el aire en forma de onda electromagnética).

Los principales criterios para seleccionar un tipo cable son:

  • Velocidad máxima de transmisión de datos.
  • La cantidad de datos (ancho de banda) que se pueda llevar de un punto a otro en un período dado (generalmente un segundo). Esta clase de ancho de banda se expresa generalmente en bits (de datos) por segundo (bps). El aumento de capacidad es proporcional a la velocidad. Una conexión de 1 Mbps es la mitad de rápida.
  • El espacio entre repetidores o amplificador (es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable. )
  • El coste del cable por metro lineal.
  • La facilidad de instalación.
15.4.1.1.1. Medios guiados

Existen de varios tipos, teniendo cada uno un uso preferente para aprovechar al máximo sus características físicas:

  • El cable de par sin trenzar o cable parelelo, que está formado por dos cables de cobre parelelos recubiertos de material aislanete. Se conocen como cables categoría 1. Los cables con conectores RJ11, son un ejemplo perfecto para este tipo de cable.

 

Cable de par sin trenzar
  • El cable de par trenzado, que está formado por dos cables de cobre aislados independientemente y enlazados de dos en dos de forma helicoidal, pudiendo estar recubierto el conjunto helicoidal por una malla conductora y todo por un material aislante. Por tanto, tenemos una gran variedad de cables. Son los cables que se usan para las redes informáticas. Estos cables se unen siguiendo el código de colores de 25 pares, que identifica inequívocamente un conductor.
Cable de par trenzado

Existen 13 categorías de cables UTP, cuya denominación, ancho de banda y aplicaciones frecuentes vemos en la tabla siguiente:

Categoría

Ancho de banda (MHz)

Aplicaciones

Cat. 1

< 0.5 MHz

Líneas telefónicas y módem de banda ancha.

Cat. 2

4 CG CANDE

Cable para conexión de antiguos terminales como el IBM 3270.

Cat. 3

16 MHz Clase C

10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet

Cat. 4

20 MHz

16 Mbit/s Token Ring

Cat. 5

100 MHz Clase D

10BASE-T y 100BASE-TX Ethernet

Cat. 5e

100 MHz Clase D

100BASE-TX y 1000BASE-T Ethernet

Cat. 6

250 MHz Clase E

1000BASE-T Ethernet

Cat. 6a

250 MHz Clase E

10GBASE-T Ethernet

Cat. 7

600 MHz Clase F

Para servicios de telefonía, Televisión por cable y Ethernet 1000BASE-T en el mismo cable.

Cat. 7a

1000 MHz Clase F

Para servicios de telefonía, Televisión por cable y Ethernet 1000BASE-T en el mismo cable.

Cat. 8

1200 MHz

40 GBASE-T Ethernet o 1000BASE-T para servicios de telefonía, Televisión por cable y Ethernet en el mismo cable.

Cat. 9

25000 MHz

Norma en creación por la UE.

Cat. 10

75000 MHz

Norma en creación por la G.E.R.A e IEEE.

  • El cable coaxial está formado por un alambre de cobre duro rodeado por un material aislante.  A su vez está rodeado por una malla de cobre trenzado que actúa como masa. Todo este conjunto está recubierto por un plástico protector.

Cable Coaxial

  • Los cables de fibra óptica se usa para transmitir información binaria mediantes ondas de luz. Está formado por uno o varios núcleos de pequeña sección recubiertos de un medio de refracción menor que el medio.
Cable de fibra óptica
15.4.1.1.2. Medios no guiados

Logo Wi-FiEl principal medio no guiado en una conexión de red es usando la tecnología WI-FI, que permite la interconexión inalámbrica de dispositivos electrónicos. Los dispositivos habilitados con wifi (tales como computadoras personales, teléfonos, televisores, videoconsolas, reproductores de música...) pueden conectarse entre sí o a internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica.

Wi-Fi es una marca de la Alianza Wi-Fi, que es una organización comercial que adopta, prueba y certifica que los equipos cumplen con los estándares 802.11 y determina los estándares existentes.

    Los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2,4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbit/s, 54 Mbit/s y 300 Mbit/s, respectivamente. El problema es que existen otras tecnologías inalámbricas que también funcionan a una frecuencia de 2,4 GHz, como Bluetooth, por lo que pueden presentar interferencias con la tecnología wifi.

 Desde 2013 existe también el estándar IEEE 802.11ac, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios. Se producen muy pocas interferencias. Su alcance es algo menor que el de los estándares que trabajan a 2,4 GHz (aproximadamente un 10 %), debido a que la frecuencia es mayor (a mayor frecuencia, menor alcance).

15.4.2. Tarjeta de red

Es el dispositivo que actúa como interfaz física entre el ordenador y el cable de red. Para funcionar necesita un controlador o driver, que lo instala el sistema operativo o es provisto por el fabricante de la misma.

Tarjeta de red

Las funciones que realiza son:

  1. Prepara los datos del ordenador para su envío a la red. El ordenador trabaja con los datos a través del bus de datos. Cuando llegan a la tarjeta los transforma para transmitirlos como bits en serie.
  2. Envía los datos a la red. Para esto cada tarjeta tiene que tener un número identificativo único y.
  3. Controla el flujo de datos entre el ordenador y el sistema de cableado.
  4. Recibe los datos entrantes y los traduce en bytes en paralelo.

Durante su fabricación de le asigna un número de identificación único conocido como dirección Media Access Control, dirección MAC o dirección física. Es un identificador de 48 bits compuesto de 6 bloques de dos caracteres hexadecimales (4 bits). Está determinada y configurada por el IEEE (los últimos 24 bits) y el fabricante (primeros 24 bits) utilizando el organizationally unique identifier.

15.4.3. Concentrador de cableado o HUB

Es un dispositivo que nos permite conectar varios segmentos de una misma red o varios host. Cada puerto del HUB se controla de forma independiente mediante el software interno del dispositivo. Existen hubc desde 4 puertos a 128 puertos. Funcionan como un enchufe ladrón debido a que lo que hace es enviar la señal recibida por todos los puertos. Aunque es muy útil, es lento e inseguro.

Existen dos tipos, en función de si regeneran la señal (activo) o sólo la distributen (pasivos).

Pueden unirse a ordenadores mediante un cable de red o entre sí haciendo uso del puerto cruzado.

Concentrado

15.4.4. Conmutador o switch

Es un dispositivo que permite la interconexión de red a nivel OSI de enlace datos (nivel 2) que usen el mismo protocolo (tanto a nivel físico como de enlace). Tiene una pequeña memoria asociativa en la guarada la dirección MAC del equipo que está conectado a cada uno de sus puertos. Es más seguro y rápido que un concentrador.

Se suelen usar para segmentar grandes redes en otras más pequeñas.

Conmutador

15.4.5. Puerta de enlace Gateway

Se trata de un ordenador o dispositivo que interconecta redes radicalmente distintas. Son capaces de traducir información de una red a otra. Para conseguirlo necesita conocer el tipo de información que tiene que traducir.

15.4.6. Encaminador o router

Es un dispositivo de propósito general diseñado para segmentar la red, con la idea de limitar el tráfico, proporcionar seguridad y redundancia entre dominios. Realiza dos funciones básicas: enrutamiento del tráfico y filtrado de los paquetes.

Tiene instalado un software interno que nos permite configurar todo de una forma más o menos sencilla.

Los sistemas operativos suelen denominarlo como puerta de enlace predeterminada y mediante su dirección IP podremos acceder al mismo. La dirección IP predeterminada es 192.168.1.1.

15.4.7. Cortafuegos

También conocido como firewall, nos permite configurar nuestro equipo GNU/Linux como router y nos permite filtrar el tráfico que circula en la red para aumentar la seguridad de la misma. Suele ser un programa informático que tenemos que activar y configurar.

Está diseñado para bloquear el acceso no autorizado, permitiendo al mismo tiempo comunicaciones autorizadas.

Se trata de un dispositivo o conjunto de dispositivos configurados para permitir, limitar, cifrar o descifrar el tráfico entre los diferentes ámbitos sobre la base de un conjunto de normas y otros criterios.

15.4.8. Servidor DHCP

Permite asignar automáticamente la configuración IP de los equipos clientes de nuestra red, facilitando la conexión. Si no existiese, habría que configurarla manualmente.

El protocolo de configuración dinámica de host, en inglés Dynamic Host Configuration Protocol, también conocido por sus siglas de DHCP, es un protocolo de red de tipo cliente/servidor mediante el cual un servidor DHCP asigna dinámicamente una dirección IP y otros parámetros de configuración de red a cada dispositivo en una red para que puedan comunicarse con otras redes IP.

Esta función puede ser realizada por un dispositivo o un equipo.

15.4.9. Servidor DNS

Permite mantener una equivalencia entre un nombre y su dirección IP. Así cuando escribimos en el navegador www.google.es realmente estamos accediendo a la dirección IP 216.58.214.163.

El sistema de nombres de dominio, Domain Name System o DNS, por sus siglas en inglés,​ es un sistema de nomenclatura jerárquico descentralizado para dispositivos conectados a redes IP como Internet o una red privada. Este sistema asocia información variada con nombre de dominio asignado a cada uno de los participantes. Su función más importante es "traducir" nombres inteligibles para las personas en identificadores binarios asociados con los equipos conectados a la red, esto con el propósito de poder localizar y direccionar estos equipos mundialmente.

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