Dispositivos de Red

Hardware	Uso	Lo que ocasiona cuando falla	Imagen
Modem	Un módem es un equipo que sirve para modular y demodular una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora.	Se interrumpe la conexión a Internet.
Gateway	Gateway (puerta de enlace) es un dispositivo que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación.	Se interrumpe la conexión en la red.
Hub	Es un equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás.	Disminuye la señal y corta la conexión.
Switch	Es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSi	Se interrumpe la conexión entre dos equipos.
Bridge	Un puente de red o bridge es un dispositivo de interconexión de redes de ordenadores, opera en la capa 2 del modelo OSI.	Se interrumpe las redes conectadas.
Router	Dispositivo de hardware para interconexión de redes de las computadoras que opera en la capa tres.	Interrumpe la conectividad con la red.

Modelo OSI

Modelo OSI

Concepto

Siglas que significan Open Systems Interconnection o Interconexión de Sistemas Abiertos. Es un modelo o referente creado por la ISO para la interconexión en un contexto de sistemas abiertos. Se trata de un modelo de comunicaciones estándar entre los diferentes terminales y host. Las comunicaciones siguen unas pautas de siete niveles preestablecidos que son Físico, Enlace, Red, Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación.

Capas del Modelo OSI

Capa Física.

• Transmisión de flujo de bits a través del medio. No existe estructura alguna.
• Maneja voltajes y pulsos eléctricos.
• Especifica cables, conectores y componentes de interfaz con el medio de transmisión.

Capa Enlace de Datos.

•  Estructura el flujo de bits bajo un formato predefinido llamado trama.
• Para formar una trama, el nivel de enlace agrega una secuencia especial de bits al principio y al final del flujo inicial de bits.
• Transfiere tramas de una forma confiable libre de errores (utiliza reconocimientos y retransmisión de tramas).
• Provee control de flujo.
• Utiliza la técnica de "piggybacking".

Capa de Red (Nivel de paquetes).

• Divide los mensajes de la capa de transporte en paquetes y los ensambla al final.
• Utiliza el nivel de enlace para el envío de paquetes: un paquete es encapsulado en una trama.
• Enrutamiento de paquetes.
• Envía a los paquetes de nodo a nodo usando ya sea un circuito virtual o como datagramas.
• Control de Congestión.

Capa de Transporte.

• Establece conexiones punto a punto sin errores para el envío o de mensajes.
• Permite multiplexar una conexión punto a punto entre diferentes procesos del usuario (puntos extremos de una conexión).
• Provee la función de difusión de mensajes (broadcast) a múltiples destinos.
• Control de Flujo.

Capa de Sesión.

• Permite a usuarios en diferentes máquinas establecer una sesión.
• Una sesión puede ser usada para efectuar un login a un sistema de tiempo compartido remoto, para transferir un archivo entre 2 máquinas, etc.
• Controla el diálogo (quién habla, cuándo, cuánto tiempo, half duplex o full duplex).
• Función de sincronización.

Capa de Presentación.

• Establece una sintaxis y semántica de la información transmitida.
• Se define la estructura de los datos a transmitir (v.g. define los campos de un registro: nombre, dirección, teléfono, etc).
• Define el código a usar para representar una cadena de caracteres (ASCII, EBCDIC, etc).
• Compresión de datos.
• Criptografía.

Capa de Aplicación.

• Transferencia de archivos (ftp).
• Login remoto (rlogin, telnet).
• Correo electrónico (mail).
• Acceso a bases de datos, etc.

Cuestionario

¿Cuál es la capa o nivel en donde se organizan las funciones que permiten a dos usuarios a comunicarse entre si en una misma red?
R: Nivel Sesión

¿En este nivel se definen los cables, las computadoras y los tipos de señales?
R: Nivel Físico

¿En este nivel se define la ruta de los paquetes a través de la red hasta su usuario final?
R: Nivel Red

¿En este nivel se define como serán transferidos los paquetes de datos entre los usuarios?
R: Nivel Aplicación

¿En este nivel se define como el usuario accesa a la red?
R: Nivel Presentación

¿En este nivel se define la conexión entre las computadoras transmisoras y receptoras?
R: Nivel Enlace de datos

¿En este nivel se define el formato incluyendo la sintaxis del intercambio de los datos entre los equipos?
R: Nivel de Transporte

Simuladores de Red

Tipos de Switches

• Switch troncal / switch perimetral

El término switch troncal se refiere a los que se utilizan en el núcleo central (core) de las grandes redes. Es decir, a estos switches están conectados otros de jerarquía inferior, además de servidores, routers WAN, etc. Por otro lado el términoswitch perimetral se refiere a los utilizados en el nivel jerárquico inferior en una red local y a los que están conectados los equipos de los usuarios finales.

• Switch gestionable (managed) / switch no gestionable (unmanaged)

El término gestionable (managed) se refiere a los switches que ofrecen una serie de características adicionales que requieren de configuración y gestión. Por el contario los switches no gestionables (unmanaged) suelen ser los que ofrecen funcionalidades básicas que no requieren procedimiento de configuración o gestión.

Tipos de switches

• Desktop
• Perimetrales no gestionables
• Perimetrales gestionables
• Troncales de prestaciones medias
• Troncales de altas prestaciones

Switches desktop

Este es el tipo de switch más básico que ofrece la función de conmutación básica sin ninguna característica adicional. Su uso más habitual es en redes de ámbito doméstico o en pequeñas empresas para la interconexión de unos pocos equipos, por lo que no están preparados para su montaje en rack 19’’. Estos switches no requieren ningún tipo de configuración, ya que utilizan el modo de autoconfiguración de Ethernet para configurar los parámetros de cada puerto. Las características más habituales en este tipo son:

• Número de puertos: 4 -8 puertos RJ-45.

• Configuración de los puertos: normalmente admiten 10BASE-T y 100BASE-TX tanto en modo half-dúplex como full-dúplex.  Su configuración se lleva a cabo por negociación mediante la característica de autonegociación que proporciona el estándar IEEE 802.3.

• Los switches más actuales de este tipo pueden incluir la característica Auto MDI/MDI-X.

 Switches perimetrales no gestionables

• El número de puertos de este tipo de switch puede ser típicamente de 4, 8, 16 o 24 puertos.

• Suelen ser puertos 10/100 RJ-45 que admiten autonegociación y Auto MDI/MDI-X. Existen algunos modelos con puertos 10/100/1000.

• En algunos casos pueden presentar puertos adicionales de rendimiento superior al resto de puertos.

• Existen modelos no gestionables que proporcionan Power Over Ethernet (PoE).

• Preparados para su montaje en rack de 19’’.

Este tipo de switches se utilizan habitualmente para constituir redes de pequeño tamaño de prestaciones medias. No admiten opciones de configuración y suelen tener características similares a los switches desktop pero incrementando el número de puertos y ofreciendo la posibilidad de montaje en rack 19’’.

Switches perimetrales gestionables

Este tipo se utiliza para la conexión de los equipos de los usuarios en redes de tamaño medio y grande, y se localizan en el nivel jerárquico inferior. Es necesario que estos switches ofrezcan características avanzadas de configuración y gestión. Sus características más habituales son:

• EL número de puertos fijos que ofrecen oscila entre 16 y 48 puertos.

• Existen modelos con puertos 10/100 y otros con puertos 10/100/1000, todos con soporte Auto MDI/MDI-X.

• Incluyen puertos adicionales de mayores prestaciones o puertos modulares (GBICo SFP) para la conexión con un switch troncal.

• Características avanzadas de gestión por SNMP, puerto de consola, navegador web, ssh, monitorización Port Mirroring.

• Características avanzadas de configuración en el nivel 2 como Port Trunking,Spanning Tree, IEEE 802.1x, QoS, VLAN, soporte de tramas Jumbo, etc.

• Algunos modelos pueden ofrecer Power Over Ethernet en todos los puertos.

Switches troncales de prestaciones medias

Este tipo de switches están diseñados para formar el núcleo o troncal de una red de tamaño medio. Proporcionan altas prestaciones y funcionalidades avanzadas. Una de las principales diferencias con los switches perimetrales es que ofrecen características de nivel 3 como enrutamiento IP. A continuación se exponen sus características más representativas:

• Características avanzadas de configuración de nivel 2 similares a los switches perimetrales gestionables.

• Habitualmente ofrecen entre 24 y 48 puertos fijos 10/100 con conector RJ-45 con algunos puertos modulares adicionales para Gigabit Ethernet y 10GbE para cable y fibra. Existen también modelos con puertos de altas prestaciones 10/100/1000 o incluso puertos 10GbE.

• Permiten expandir sus capacidades mediante la apilación de switches.

• Niveles 2/3. Además de cubrir funciones de conmutación avanzadas del nivel 2 también proporcionan funciones de enrutamiento y gestión en el nivel 3.

Switches troncales de altas prestaciones

• Altamente modulares mediante un chasis con un número variable de slots donde se insertan módulos con los elementos requeridos. Normalmente suelen admitir la inserción de módulos “en caliente” (hot swappable) de forma que no hay que desconectar el switch para realizar dicha operación, garantizando así una alta disponibilidad.

• Niveles 2/3/4. Además de cubrir funciones de conmutación avanzadas del nivel 2 también proporcionan funciones de enrutamiento y gestión en los niveles 3 y 4.

• Fuentes de alimentación redundantes.

• Admiten módulos con todos los tipos de puertos, tanto de cobre como de fibra con velocidades 10/100/1000 Mbps hasta 10Gbps.

• Alta densidad de puertos. Pueden llegar a más de 500  puertos 10/100, hasta 200 puertos Gigabit o sobre unos 25 puertos 10GbE.

• Características avanzadas de configuración y gestión en el nivel 2.

• Enrutamiento en el nivel 3 (IPv4 e IPv6).

La principal característica de este tipo, además de su alto rendimiento, es su alta modularidad. El formato habitual es de tipo chasis donde se instalan los módulos que se necesitan. Se utilizan en grandes redes corporativas o de campus, e incluso se utilizan por los operadores para constituir sus redes metropolitanas. Sus principales características son:

Finalmente recordar que en base al carácter no científico de esta clasificación podemos encontrar modelos que no encajen en un solo tipo. Por ejemplo el siguiente modelo de switch:

Este es un switch gestionable de características avanzadas pero que sin embargo cuenta con tan sólo 8 puertos, 7 de ellos a 10/100 y uno a 10/100/1000. En fin, lo que podríamos llamar, un híbrido.

Tipos de Modems 

Un módem es un dispositivo que sirve para a conectar una línea telefónica con la computadora. El módem es uno de los elementos más importantes del computador. Existen módems de diferentes tipos y características.

Módem Analógico: esta clase de módem se caracteriza por convertir las señales digitales propias de una computadora a señales telefónicas de tipo analógico, y viceversa.

Los módems analógicos pueden ser clasificados en:

• Módem externo: es un dispositivo que viene en su propia carcasa y se conecta externamente con el computador. Es fácil de instalar, portátil, se conecta por el puerto en serie o puertos del tipo USB y dispone de indicadores luminosos para su control.

• Módem interno: es una tarjeta de expansión en la que están incluidos todos los elementos del módem. Se puede conectar mediante tres formatos, que incluyen el Bus ISA, el Bus PCI y el AMR.

• El módem interno está integrado al computador y funciona con la misma energía eléctrica. Es difícil de instalar y solo cuenta con una salida de carácter externo hacia la línea telefónica.

• Módem  Digital: necesita una línea telefónica de carácter digital denominada RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)  para su óptimo funcionamiento. El módem digital brinda la posibilidad de mantener dos comunicaciones distintas con una sola línea. Posee tiempos mínimos para establecer una conexión y mayor calidad de la conexión.

• Cable módem: es un dispositivo que permite acceso a Internet a gran velocidad vía TV cable. Este tipo de módem se utiliza generalmente en hogares, tiene dos conexiones, uno por cable a la conexión de la pared y otro al computador, por medio de interfaces y cuenta con dos tipos: coaxiales de Fibra Óptica y ADSL.

Dispositivos inalambricos 

Los dispositivos terminales abarcan tres tipos mayoritarios: tarjetas PCI, tarjetas PCMCIA y tarjetas USB:

Tarjeta USB para Wi-Fi.

Las tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan (o vienen de fábrica) a los ordenadores de sobremesa. Hoy en día están perdiendo terreno debido a las tarjetas USB. Dentro de este grupo también pueden agregarse las tarjetas MiniPCI que vienen integradas en casi cualquier computador portátil disponible hoy en el mercado.

Las tarjetas PCMCIA son un modelo que se utilizó mucho en los primeros ordenadores portátiles, aunque están cayendo en desuso, debido a la integración de tarjeta inalámbricas internas en estos ordenadores. La mayor parte de estas tarjetas solo son capaces de llegar hasta la tecnologia de Wi-Fi, no permitiendo por tanto disfrutar de una velocidad de transmisión demasiado elevada

Las tarjetas USB para Wi-Fi son el tipo de tarjeta más común que existe en las tiendas y más sencillo de conectar a un pc, ya sea de sobremesa o portátil, haciendo uso de todas las ventajas que tiene la tecnología USB. Hoy en día puede encontrarse incluso tarjetas USB con el estándar 802.11N (Wireless-N) que es el último estándar liberado para redes inalámbricas.

Dispositivos Terminales 

Dispositivos Adicionales 

Modos de Trabajo en Packet Tracer 

Hay dos modos en las redes concretadas, un el modo real, en donde se crean las configuraciones y se dispone la posición de los dispositivos; y el modo simulación en el cual se pone a andar la o las redes armadas. Se puede cambiar entre los diferentes modos, esto está en la parte inferior derecha. El modo real (Realtime) es representado por un reloj, y el modo simulación (Simulation) es representado con un cronometro.

¿Qué es un simulador?

Es un aparato que permite la simulación de un sistema, reproduciendo su comportamiento. Los simuladores reproducen sensaciones que en realidad no están sucediendo.

Un simulador pretende reproducir tanto las sensaciones físicas (velocidad, aceleración, percepción del entorno) como el comportamiento de los equipos de la maquina que se pretende simular.

Tipos de Simuladores 

Simulador Network (NS).

Se pueden simular tanto protocolosunicast como multicast y se utiliza intensamente en la investigación de redes red móvil ad-hoc.

Puede simular una amplia gama de protocolos tanto para redes cableadas o redes wireless así como móviles.

NS fue construido en C++ y proporciona una interfaz de simulación a través de OTcl, un dialecto orientado a objetos de Tcl. El programa principal de NS simula la topo logia con los parámetros específicos,

NS comenzo a desarrollarse en 1989 como una variante del simulador de red REAL.

La generacion 3 de NS comenzo su desarrollo el 1 de Julio de 2006 y se prevee una duracion de 4 años.

GNS 3

Es un simulador muy potente que permite mediante un entorno grafico dibujar y configurar una topologia de red y posteriormente simular su comportamiento. Soporta configuraciony emulacion de dispositivos de interconexion, routers, con sistema operativo IOS CISCO, tambien permite incorporar hosts (maquinas linux o windows) a traves de VirtualBox a la topologia de red diseñada.

J-Sim

No es propiamente un simulador de redes, mas bien se trata de una librería orientada a objetos para cualquier tipo de simulación de procesos directos. El motor de simulación de J-Sim y su entorno y objetos esta programado en Java. J-Sim es ejecutable en sistemas operativos Windows, Linux y Unix, siempre que se disponga de la versión Java 1.5 o superior para su ejecución.

NSFNet

Es una herramienta para análisis, simulación y modelado de redes escalables de alto rendimiento.

NSFNet consta de 3 componentes básicos:

• Un marco de simulación escalable (NSF) programado es Java y C++ y de código abierto.

• Un lenguaje para modelar la red que se desea simular (DML).

• Un entorno de desarrollo integrado (IDE).

NS-2

Es un simulador de eventos discretos, destinados a la investigación de redes de computadores. NS proporciona soporte para simular protocolos de la capa de enlace como CSMA/CD, protocolos y algoritmos de encadenamiento, protocolos de transporte como TCP y RTP, protocolos de multicast, protocolos de aplicación como HTTP, TELNET y FTP.

OMNeT ++

Es un entorno de simulación de eventos discretos. Su área principal de aplicación es la simulación de redes de comunicaciones y el análisis y evaluación de estas, OMNeT proporciona un conjunto de herramientas y componentes programados en C++ y cuya interfaz gráfica esta basada en la plataforma Eclipse.

VisualSense

Es un editor y simulador de sistemas de redes de sensores inalambricos. Forma parte del proyecto Ptolemy II que es un entorno software de código abierto para la simulación y programación de eventos discretos, redes de procesos.

¿Cómo instalar Packet Tracer?

• Comenzamos ejecutando Wine desde Unity y en la pestaña Applications le damos click al botón Add application. 

• Agregamos el ejecutable de Cisco Packet Tracer, el cual ya debemos tener descargado en nuestro PC. Después de agregarlo y que nos aparezca en la pestaña Applications nos devolvemos a donde lo tenemos descargado y le damos doble click con lo cual se ejecutara el instalador. Damos click al botónNext.

• Aceptamos la licencia y damos click al botón Next. 

• Se nos muestra donde se instalara. Este path es relativo a los directorios configurados en Wine, recuerden que en Linux el direccionamiento de directorios es diferente. Damos click al botón Next.

• Nos informan como se llamara cuando ya este instalado. Damos click al botón Next

• Se creara un icono en el desktop para ejecutarlo. Damos click al botón Next

• Un breve resumen antes de instalar. Damos click al botón Install

• Se instala Packet Tracer correctamente.

• El instalador nos muestra una ventana informativa aconsejándonos reiniciar el PC, lo cual no es necesario, recuerden que usamos Linux ;-) Damos click al botón Ok.

• Damos click al botón Finish para ejecutar por primera vez Packet Tracer en nuestro Ubuntu

• Una ultima advertencia antes de ejecutarse, se guardaran cambios y trabajos en el path mostrado; el cual podrá ser cambiado si queremos en sus preferencias. Damos click al botón Ok

• Muy bien, ya tenemos Cisco Packet Tracer ejecutándose en nuestro Ubuntu 13.10

¿Para qué se utiliza Packet Tracer? 

Es la herramientade aprendizaje y simulación de redes interactiva para los instructores y alumnos de Cisco CCNA. Esta herramienta les permite a los usuarios crear topologias de red, configurar dispositivos, insertar paquetes y simular una red con multiples representaciones visuales. Packet Tracer se enfoca en apoyar mejor los protocolos de redes que se enseñan en el curriculum CCNA.

Ventana de Packet Tracer

1. Quizás la parte mas copada del programa, aquí tenemos los equipos de redes(routers,switches,hubs, pc,etc) y también encontramos los conectores(es el icono del rayo), es decir, los cables para que los equipos se puedan conectar(cable derecho, cruzado, serial, etc). ¿Como agrego un equipo? Fácil, con solo hacer un clic en la categoría que necesitamos, seleccionar el equipo y ,por último, darle clic en el fondo blanco.
2. En esta parte, encontramos los escenarios donde nos muestra información de los pdu’s enviados.También hay 2 iconos que los voy a explicar en detalle mas abajo.
3. Acá encontramos herramientas para poder modificar la topologia. Tenemos el cuadradito punteado con una flechaque sirve para arrastrar equipos, cambiar la interfaz a la cual se conectar los cables y muchas cosas mas. Contamos también con el icono de la mano que nos sirve para mover la topologia completa, está el icono del papel que sirve para poner anotaciones o colocar notas, es decir, si tenemos una topologia bastante grosa lo que podemos hacer con esta herramienta es agregar información que nos sea útil para no perdernos entre tanto lío de equipos, direcciones ips, etc. La cruz roja sirve para eliminar equipos y cables y por ultimo los sobres. Hay 2, el primer sobre(icono de sobre cerrado) sirve para mandar un pdu simple y el otro cumple la misma función solamente que en éste último podemos configurarle el TTL, TOS y algunas otras cosas mas. Recomiendo que cuando quieran mandar un PDU usen el simple(icono de sobre cerrado).
4. La ya conocida barra de menú, podemos hacer lo que hacemos con cualquier programa, guardar, salir, abrir, etc.
5. Como vemos en la imagen hay 2 espacios de trabajo, uno lógico y otro físico. El espacio lógico es donde nosotros armamos la topologia, ya sea grande, chica, mediana y tenemos todo ahí. En cambio en el espacio físico, como es un programa que simula redes, podemos armar conexiones entre distintas zonas y lo que muestra es como seria en la vida real la red que estamos armando, básicamente se muestra eso. Generalmente se trabaja en el espacio lógico.
6. Simplemente en esta parte es donde vamos a armar nuestra topolopia.

¿Cómo crear una LAN en Packet Tracer?

• Ejecutamos el programa de Packet Tracer.

• En este caso seleccione el modelo 2960-24TT.

• Hacemos click en la casilla de dispositivos terminales.

• Seleccionamos el dispositivo generico y arrastramos el numero deseado a la pantalla.

• Hacemos click en la pestaña de conexiones y posteriormente en "escoger tipo de conexion automáticamente".

• Hacemos click en el switch y arrastramos hasta enlazarlo con el dispositivo generico.

• Ahora tenemos que asignar IPS a nuestros dispositivos, para ello hacemos click en el dispositivo lo cual nos llevara a una ventana.

• Hacemos click en la pestaña "desktop" o "escritorio".

• Y posteriormente en "IP configuration" o "configuracion de ip".

• Nuestra pantalla queda terminada.

• Para comprobar la conexion enviamos un mensaje de verificacion, haciendo click en la casilla de mensajes y haciendo click entre las pc que deseamos probar.

Ventajas y Desventajas de Packet Tracer

Reglas de Interconexión

Para realizar una interconexión correcta debemos tener en cuenta las siguientes reglas:

• Cable Recto: Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en diferente capa del modelo OSI se debe utilizar cable recto (de PC a Switch o Hub, de Router a Switch).

• Cable Cruzado: Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en la misma capa del modelo OSI se debe utilizar cable cruzado (de PC a PC, de Switch/Hub a Switch/Hub, de Router a Router).

Interconexión de Dispositivos
Una vez que tenemos ubicados nuestros dispositivos en el escenario y sabemos que tipo de medios se utilizan entre los diferentes dispositivos lo único que nos faltaría sería interconectarlos. Para eso vamos al panel de dispositivos y seleccionamos “conecciones” y nos aparecerán todos los medios disponibles.