Redes IEEE 802: estándares Ethernet, Token Ring, WLAN y dispositivos de interconexión

El Proyecto IEEE 802 y sus Condiciones

El estándar IEEE 802 define una red de área local (LAN) como un sistema de comunicaciones que permite que un número de dispositivos independientes se comuniquen entre sí. Se trata de redes de ordenadores conectadas para compartir información (archivos, bases de datos) y recursos (impresoras, escáneres).

Condiciones de la Norma

Para cumplir con dicha norma, se deben satisfacer las siguientes condiciones:

• Número de dispositivos conectables: Mínimo 200.
• Tipos de dispositivos conectables: Ordenadores, terminales, impresoras, teléfonos, etc.
• Tamaño de la red: Capacidad para cubrir una distancia de hasta 2 km.
• Datos intercambiables: Ficheros, bases de datos, correo electrónico, etc.
• Multitarea: Soporte para la ejecución de varios procesos de forma simultánea.
• Disponibilidad: La conexión y desconexión de dispositivos no deben producir una espera superior a 1 segundo para los usuarios de la red.
• Equidad: Reparto igualitario de los recursos, en especial el ancho de banda de la red.
• Fiabilidad: El sistema debe garantizar una alta fiabilidad en la comunicación.

Control de Acceso al Medio (MAC)

Es el conjunto de mecanismos y protocolos mediante los cuales varios dispositivos (como PCs o teléfonos) se coordinan para compartir un medio de transmisión común.

Métodos de Regulación

Polling (Sondeo)

Se refiere a una operación de consulta constante, generalmente hacia un dispositivo de hardware, para crear una actividad síncrona sin el uso de interrupciones.

Token (Paso de Testigo)

Es un protocolo de acceso al medio en el cual los nodos de la red se van pasando un "testigo" (token). Únicamente el nodo que posee el testigo en un momento dado tiene permiso para transmitir datos.

Protocolos de Contención

Son protocolos basados en el principio de "el primero que llega, es el primero que transmite". Si dos dispositivos intentan transmitir a la vez, se produce una colisión que debe gestionarse. Dentro de este método existen diferentes protocolos, como:

• Contención simple
• CSMA (Carrier Sense Multiple Access)
• CSMA/CD (CSMA with Collision Detection)
• CSMA/CA (CSMA with Collision Avoidance)

Ethernet: El Estándar IEEE 802.3

Ethernet es el término empleado para identificar el estándar de redes de área local (LAN) que puede utilizar topologías en bus o estrella. Originalmente operaba a 10 Mbps sobre cable coaxial, de par trenzado o fibra óptica. Es un sistema de banda base, lo que significa que los datos se transmiten de forma digital, con la señal sin modular y una codificación previa, como el código Manchester o de no retorno a cero (NRZ).

Identificación de la Red

La denominación de una red Ethernet bajo esta norma se compone de tres partes:

• Número: Indica la velocidad máxima de transmisión en Mbps (ej. 10, 100, 1000).
• Palabra: Señala el método de transmisión. BASE se usa para transmisión en banda base y BROAD para banda ancha.
• Letra o número: Especifica el tipo de cable o medio físico utilizado.

Token Ring: El Estándar IEEE 802.5

Originalmente una tecnología de IBM, Token Ring se emplea en redes LAN donde los equipos están conectados por cable formando un anillo o bucle. La transmisión de datos se gestiona mediante el método de paso de testigo (token). Es una red de banda base que utiliza cable de par trenzado y alcanza velocidades de hasta 16 Mbps. Está identificada por la norma IEEE 802.5.

FDDI (Interfaz de Datos Distribuida por Fibra)

FDDI (Fiber Distributed Data Interface) es un estándar para redes de fibra óptica que alcanzan velocidades de hasta 100 Mbps. Utiliza un control de acceso por paso de testigo (token) y una topología en anillo, con capacidad para cubrir segmentos de hasta 2 km.

Redes Inalámbricas (WLAN) y Estándares IEEE 802.11

Este término designa la conexión de nodos sin necesidad de un enlace físico. La comunicación se da por medio de ondas electromagnéticas, que son transmitidas y recibidas a través de puertos y antenas.

Ventajas y Desventajas

• Ventajas: La principal ventaja es la notable reducción de costes, ya que se elimina el cableado Ethernet y la conexión física entre nodos, ofreciendo mayor movilidad.
• Desventajas: La seguridad es un factor crítico y requiere medidas más exigentes para evitar el acceso de intrusos a la red.

Las normas que las identifican pertenecen a la familia IEEE 802.11, con múltiples variantes como 802.11a, 802.11b/g/n, 802.11ac, etc.

Direcciones IP: Identificación en la Red

Una dirección IP (Internet Protocol) es una etiqueta numérica que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de red (un dispositivo) dentro de una red que utiliza el protocolo IP. Se representa comúnmente con cuatro números decimales separados por puntos.

Clases de Direcciones IP

• Clase A: El primer bit es 0. El campo de red ocupa los 7 bits siguientes y el de host los últimos 24. Permite hasta 128 redes con millones de hosts cada una.
• Clase B: Los dos primeros bits son 10. El campo de red ocupa los 14 bits siguientes y el de host los últimos 16.
• Clase C: Los tres primeros bits son 110. El campo de red ocupa los 21 bits siguientes y el de host los últimos 8.

Dispositivos de Interconexión de Redes

Switch (Conmutador)

Conecta distintos ordenadores entre sí, generalmente con una topología en estrella. A diferencia de un hub, detecta al equipo destinatario de los datos y conmuta un circuito virtual para realizar una transmisión directa y eficiente.

Bridge (Puente)

Es un dispositivo que conecta dos subredes o segmentos de red, permitiendo que funcionen como una sola. Reconoce las direcciones de los dispositivos de cada subred para filtrar y reenviar el tráfico de manera inteligente.

Router (Enrutador)

Es un dispositivo para la interconexión de redes diferentes. Se utiliza principalmente para conectar redes LAN entre sí o para conectar una LAN a una red WAN, como Internet, dirigiendo el tráfico entre ellas.