Componentes Esenciales, Topologías y Protocolos en Redes de Área Local (LAN)

Componentes Esenciales de una Red

Tarjeta de Red

La tarjeta de red es el componente que permite a un dispositivo (como una computadora) acceder a una red local. Cada tarjeta de red posee una dirección MAC (Media Access Control) única que la identifica en la red. Esta dirección consta de 12 dígitos hexadecimales: los primeros 6 identifican al fabricante y los 6 siguientes representan el número de serie.

Nodos de Red

• Estación de trabajo: Son los ordenadores que utilizan los recursos y servicios que ofrece la red. Acceden a los servidores para aprovechar estos recursos.
• Servidor: Un ordenador que comparte sus recursos (hardware y software) con otros equipos en la red. Sus características clave son:
  • Potencia de cálculo.
  • Importancia de la información que almacena.
  • Conexión con los recursos que se desean compartir.
  • Servicios que ofrece.
• Periféricos con Tarjetas de Red: Incluyen dispositivos como impresoras, escáneres, discos multimedia, televisores, consolas de juegos, etc., que se conectan a la red a través de sus propias tarjetas de red.
• Dispositivos de Interconexión: Se detallan en otra sección.

Tipos de Rutas

• Estáticas: Definidas manualmente por el administrador del sistema como el siguiente salto hacia un destino. Son útiles para mejorar la seguridad y reducir el tráfico de red.
• Por Defecto: También definidas manualmente por el administrador, se utilizan cuando no existe una ruta conocida para llegar a un destino específico.
• Dinámicas: El router determina las rutas para llegar a un destino a través de actualizaciones periódicas enviadas por otros routers.

Topologías de Red

Topologías Físicas

• Bus: Utiliza un único segmento (generalmente cable coaxial) al que todos los dispositivos se conectan directamente.
• Anillo: Todos los nodos de la red se conectan a un anillo físico de cable (simple o doble para redundancia en caso de fallos). Se utiliza comúnmente con fibra óptica.
• Estrella: Todos los segmentos de la LAN se conectan a un punto central, que suele ser un hub o un switch.
• Estrella Extendida o en Árbol: Se conectan varias estrellas individuales mediante hubs o switches.
• Jerárquica: Similar a la estrella extendida, pero en lugar de conectar los hubs o switches entre sí, se conectan a un ordenador central que controla el tráfico de la red.
• Malla: Cada nodo tiene conexiones directas con los demás nodos de la red, proporcionando alta redundancia.

Topologías Lógicas

Los dispositivos de hardware por sí solos no son suficientes para crear una red de área local. Se requieren protocolos como Ethernet y Paso de Testigo (Token Ring), para gestionar el acceso al medio. Por ejemplo, una red en anillo puede utilizar una topología lógica de paso de testigo.

Tramas de Red

• Unicast: Una dirección MAC unicast es la dirección exclusiva que se utiliza cuando se envía una trama desde un dispositivo de transmisión único hacia un dispositivo de destino único.
• Broadcast: En un broadcast, el paquete contiene una dirección IP de destino con todos los bits en '1' en la porción de host. Esto significa que todos los hosts en esa red local (dominio de broadcast) recibirán y procesarán el paquete.
• Multicast: Estas direcciones permiten a un dispositivo de origen enviar un paquete a un grupo específico de dispositivos. Se asigna una dirección IP de grupo multicast a los dispositivos que pertenecen a un grupo multicast. El rango de direcciones multicast va de 224.0.0.0 a 239.255.255.255.

Tecnología Ethernet: Fue inventada en la década de 1970 por Xerox para redes basadas en cable coaxial, donde las colisiones eran una consideración importante.