Capítulo 6. Elementos de interconexión de redes: tipos y funciones

Instalación y Mantenimiento de Servicios de Internet

I.E.S. Murgi

Curso 2006-2007

Jose L. Berenguel Gómez

Índice

¿Qué son los elementos de interconexión?

Tipos de elementos de interconexión de redes.

Repetidor y amplificador.

Concentrador (hub).

Puente (bridge).

Conmutador (switch).

Enrutador (router).

Pasarela (gateway).

Red de área local virtual (VLAN)

Índice

Redes inalámbricas.

Redes Wi-Fi.

Redes WiMAX.

Protocolo de enrutamiento

Configuración del enrutamiento.

Rutas de protocolo IP.

Configuración de la tabla de rutas.

Interconexión de enrutadores.

Utilidades del fabricante vía web.

1. ¿Qué son los elementos de interconexión?

Son componentes que permiten la unión física y/o lógica de dos redes distintas.

Son necesarios para unir diferentes sedes separadas físicamente o con topologías y arquitecturas distintas.

El crecimiento obliga a las redes a agruparlas para obtener mayor rendimiento y seguridad.

Existe una gran variedad de dispositivos especializados en estas funciones.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

A) Repetidor y amplificador

Cuando las distancias entre estaciones son demasiado elevadas, hay que utilizar dispositivos que regeneren la señal atenuada por la distancia.

Esta función la realizan los repetidores y amplificadores.

Los tramos de cable tienen una longitud máxima a partir de la cual es imposible regenerar la señal.

La señal no se puede amplificar infinitas veces.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

B) Concentrador (hub)

Cuando en una red local en bus (coaxial) falla alguna de las conexiones, el funcionamiento de la red se ve comprometido.

Los concentradores o hubs o repetidores multipuerto, reunen todas las conexiones de modo que el fallo de una no afecta a las otras.

Topología en estrella.

Si el hub falla, la red caerá.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

B) Concentrador (hub)

Tipos de concentradores:

Pasivos: Simples hubs, solo interconexión.

Activos: Además de interconexión, regeneran la señal

Tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para la conexión con otros hubs.

No analizan las tramas por lo que no evitan inundaciones de la red.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

C) Puente (bridge)

Interconecta redes con distintas tipologías y protocolos en el nivel de red. Adapta la información de una red a otra.

Físicamente cuenta con dos conectores, uno para cada una de las redes a interconectar.

Analiza y filtra la información.

Pueden transformar las direcciones (a nivel de enlace o subred) que utilizan las estaciones.

Pueden ser dispositivos hardware dedicados o un equipo con dos tarjetas de red y software especial

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

D) Conmutador (switch)

Interconecta redes a nivel 2 de enlace de datos.

Segmenta las redes para aumentar las prestaciones..

Solo interconecta LAN con los mismos protocolos en nivel físico y de enlace.

La diferencia de rendimiento con los hubs es notable.

Existen conmutadores de nivel 3 con algunas características de enrutadores.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

E) Enrutador (router)

Adapta los paquetes de información (nivel de red) cuando las máquinas origen y destino están en distintas redes.

Es más lento que el conmutador ya que debe revisar el contenido del paquete a encaminar.

Decisiones del enrutador:

Número de saltos hasta el destino: se debe controlar que un mensaje no esté de forma indefinida dando saltos (tiempo de vida del mensaje).

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

E) Enrutador (router)

Velocidad de transmisión máxima entre enlaces: optimizar el camino de la información.

Estado de la red: determinar el estado permite al enrutador decidir cual es la mejor ruta. La información debe actulizarse de forma dinámica.

Usos o funciones del enrutador:

Elemento de seguridad, filtrado de paquetes.

Integrador de diferentes tecnologías físicas: ethernet, token ring, FFDI, etc.

Elemento para escalar la red.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

E) Enrutador (router)

Ruta por defecto: ruta utilizada cuando ninguna de las rutas conocidas satisface el encaminamiento del paquete.

Tabla de rutas: conjunto de rutas conocidas por un nodo de la red.

Existe la posibilidad de crear tanto rutas estáticas como dinámicas.

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

2. Tipos de elementos de interconexión de redes

F) Pasarela (gateway)

Permite interconectar redes que utilizan arquitecturas diferentes.

Son complejos: máquinas dedicadas con 2 interfaces de red y software responsable de la conversión y la comunicación.

Las pasarelas actúan en el nivel 4 (transporte) y superiores.

Hay casos en los que es imposible la interconexión de dos redes.

La mayoría se implementan por software: bajo rendimiento respeto a otros elementos.

3. Red de área local virtual (VLAN)

Grupo lógico de nodos de una red, conectados a uno o varios conmutadores (preferiblemente con el protocolo GVRP, GARP VLAN Registration Protocol, habilitado) y que se gestionan como una subred.

Solo se pueden comunicar con la subred.

Mejoras que se obtienen:

Velocidad de la red.

Ancho de banda.

Seguridad.

3. Red de área local virtual (VLAN)

Tipos de VLAN según su agrupación:

Por direcciones MAC

Por los puertos del conmutador

Por direccionamiento virtual: se realiza sobre los nodos que comparten un sistema de direccionamiento, mediante asignación de máscaras de red.

Es posible incluir en este apartado las Redes Privadas Virtuales o Virtual Private Networks (VPN). Éstas aprovechan redes públicas para el envío de información privada.

3. Red de área local virtual (VLAN)

Las VPN utilizan protocolos de autenticación y encriptación para que la red sea lo más segura posible.

Se pueden distinguir tres tipos de VPN:

Acceso remoto: el usuario se conecta a la red de área local corporativa conformando la VPN con el resto de nodos conectados de la misma forma.

Intranet: Se unen redes de área local utilizando una WAN corporativa (no pública).

Extranet: Se permite el acceso restringido a los recursos (WAN pública).

4. Redes inalámbricas

A) Redes Wi-Fi

El estandar Wi-Fi (IEEE 802.11) es la tecnología inalámbrica más utilizada para la interconexión de redes.

No existe topología organizativa.

Son necesarios uno o varios puntos de acceso o access points (AP) conectados a una red troncal.

Los nodos poseen un interfaz de red con antena.

Existen espacios en aeropuertos, hoteles, con acceso wi-fi (hotspots).

4. Redes inalámbricas

4. Redes inalámbricas

B) Redes WiMAX

Se basan en el protocolo IEEE 802.16, aún en desarrollo, y que define las redes metropolitanas inalámbricas

El radio de cobertura abarca decenas de kilometros.

Primeras pruebas de Europa en Andalucía: http://www.mijas.es/mijasdigital/pagina.asp?pag=218

http://www.elmundo.es/navegante/2005/09/07/esociedad/1126081985.html

4. Redes inalámbricas

5. Protocolo de enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento permiten el envío de los paquetes entre los distintos puertos de la red.

Características de un buen algoritmo:

Correcto (tasa de errores mínima)

Sencillo (tiempos de respuesta cortos)

Robusto (no tener que reiniciar)

Estable (comportamiento mantenido)

Óptimo

5. Protocolo de enrutamiento

STP (Spanning Tree Protocol): Diseñado para evitar bucles al enrutar. Funciona diseñando un árbol a partir del nodo raíz (root). Cada nodo puede estar en cuatro estados: blocking, listening, learning o forwarding. RFC 2878

RIP (Routing Information Protocol). Algoritmo de tipo vector (con un vector o tabla con información de la red), útil para pequeñas redes por su rendimiento y simplicidad. Actualmente se utiliza la versión RIPv2. RFC 1721.

5. Protocolo de enrutamiento

OSPF (Open Shortest Path First). Cada enrutador conoce los enrutadores más cercanos, así como el coste de llegar a ellos, ello permite utilizar la ruta más corta. Mejor funcionalidad que RIP en redes de cierto tamaño. RFC 2328.

EGP (Exterior Gateway Protocol). Utilizado para el intercambio de información de encaminamiento entre pasarelas exteriores. RFC 904

5. Protocolo de enrutamiento

BGP (Border Gateway Protocol). Protocolo de frontera exterior. Usa parámetros como ancho de banda, saturación de la red, denegación de paso de paquetes, etc para enviar un paquete por una ruta. El router difunde sus direcciones IP a los routers BGP y este a los routers cercanos a él. RFC 1771.

IGRP (Interior Gateway Routing Protocol). Compara matemáticamente las rutas al medir las distancias (vector-distancia). Envía toda o parte de su tabla de rutas a sus vecinos.

6. Configuración del enrutamiento

A) Rutas de protocolo IP

Un nodo de una red debe conocer al menos la dirección de un nodo encaminador que le permita la comunicación fuera de la red.

En la tabla de rutas es muy recomendable que exista una ruta por defecto (0.0.0.0).

Para poder definir las rutas, el usuario debe tener permisos de administración.

6. Configuración del enrutamiento

B) Configuración de la tabla de rutas

Para asignar rutas: route

La configuración de una ruta debe definir la interfaz, la puerta de acceso y el destino.

Para añadir una ruta en GNU/Linux:

# route add -net ip_red netmask máscara dev ethX

En Windows:

route ADD ip_red MASK máscara ip_puerta

6. Configuración del enrutamiento

C) Interconexión de enrutadores

Los enrutadores se configuran diseñando una estructura lógica, donde uno tiene como rutas a otros enrutadores.

6. Configuración del enrutamiento

D) Utilidades del fabricante vía web

Los fabricantes de dispositivos de encaminamiento disponen a estos de pequeños programas de configuración a través de la web.

El acceso se habilita mediante usuario y contraseña.

2006-09-28T15:59:02