Componentes Fundamentales y Configuración de Redes Locales (LAN) y Tarjetas de Red

Elementos Esenciales de una Red Local (LAN)

Una red local (LAN) necesita diversos componentes para su correcto funcionamiento. A continuación, se describen los principales:

Servidor de Ficheros

Es una computadora de alta capacidad que funciona como el depositario central de datos y/o programas de aplicación de la red. También realiza las funciones de gestión de tráfico de la red y proporciona la seguridad de los datos. Incorpora un dispositivo de almacenamiento de gran capacidad.

Estaciones de Trabajo

Son computadoras más específicas. Todos los cálculos intensivos y la ejecución real de los programas de aplicación se realizan en la estación de trabajo.

Cableado

Conecta el servidor de ficheros y las estaciones de trabajo; se denomina medio de transmisión. Los tipos de cableado pueden ser:

• Cables coaxiales
• Par trenzado
• Fibra óptica
• Radiofrecuencia (para redes inalámbricas)

Tarjetas de Red (NIC)

Estos dispositivos se detallan en el apartado 15.4.

Hub (Concentrador)

También llamado concentrador o distribuidor de cableado, se emplea para formar una red local de tipo Ethernet 10Base-T. Actualmente, su uso es menos común, habiendo sido reemplazado en gran medida por los switches.

Switch (Conmutador)

Segmenta la red, obteniendo un alto ancho de banda para cada estación. Reduce o casi elimina la competencia por el medio entre estaciones, otorgando a cada una de ellas un mayor ancho de banda. Opera principalmente en la capa 2 del modelo OSI.

Router (Enrutador)

Es un dispositivo diseñado para segmentar la red, con la idea de limitar el tráfico troncal y proporcionar seguridad, control y redundancia entre dominios individuales de troncal. También puede ofrecer servicios de cortafuegos (firewall) y un acceso económico a una Red de Área Amplia (WAN).

El router opera en la capa 3 del modelo OSI. Distingue entre los diferentes protocolos de red, tales como IP. Esto le permite tomar una decisión más inteligente que el switch al momento de reenviar los paquetes. El router realiza dos funciones básicas:

1. Crear y mantener tablas de encaminamiento para cada protocolo de red soportado. El router extrae de la cabecera de la capa de red la dirección destino y realiza una decisión de envío basada en la información de la tabla de encaminamiento.
2. Seleccionar la mejor ruta hacia el destino, basándose en métricas como la cuenta de saltos (hop count), velocidad de la línea, costo de transmisión, retraso y condiciones de tráfico.

La desventaja es que el procesamiento adicional de tramas por un router puede incrementar la latencia (tiempo de espera) en comparación con un switch.

Otros Equipos en Redes Complejas

Una red local también puede disponer de los siguientes equipos, que se corresponden con redes más complejas:

Gateways (Pasarelas)

Son dispositivos de hardware y software que permiten las comunicaciones entre la red local y sistemas diferentes, como computadoras grandes (mainframes) u otras redes con protocolos distintos. Adaptan los protocolos de comunicaciones del mainframe (o la otra red) a los de la red local y viceversa.

Bridges (Puentes)

Permiten que se conecten dos segmentos de red local entre sí, operando en la capa 2 del modelo OSI. Los puentes pueden ser:

• Locales: Conectan redes o segmentos de red dentro de un mismo edificio.
• Remotos: Conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas o enlaces WAN.

Tipos de Configuración de LAN

Cuando se configura una LAN, puede adoptar una de las siguientes arquitecturas principales:

Redes Igual a Igual (Peer-to-Peer)

En esta configuración, cada estación de trabajo puede compartir alguno, todos o ninguno de sus recursos (como archivos o impresoras) directamente con las demás estaciones de trabajo. No existe un servidor central dedicado.

Redes Basadas en Servidor (Recursos Compartidos)

Uno o más servidores centralizados gestionan el acceso a los recursos compartidos, como ficheros e impresoras. Las estaciones de trabajo acceden a estos recursos a través del servidor. Aunque las estaciones de trabajo ejecutan sus propias aplicaciones, los recursos centralizados son gestionados por el servidor.

Redes Cliente-Servidor

Esta arquitectura distribuye las tareas de una aplicación entre los componentes del cliente y del servidor. El cliente de la aplicación generalmente maneja la interfaz de usuario, acepta las entradas del usuario, las prepara para el servidor y le envía una solicitud de servicio. El servidor recibe las solicitudes de los clientes, las procesa (pudiendo acceder a bases de datos u otros recursos) y facilita el servicio solicitado, enviando una respuesta al cliente. El cliente presenta los datos u otros resultados al usuario por medio de su propia interfaz.

La Tarjeta de Red (NIC - Network Interface Card)

La misión de la tarjeta de red, también conocida como NIC (Network Interface Card) o adaptador de red, es unir la computadora con la estructura física y lógica de la red, para permitir la comunicación con el resto de los equipos conectados.

En una tarjeta de red encontramos los siguientes elementos principales:

Controlador de Red

Es un circuito integrado especializado (o parte de un chipset más grande) que actúa como un microcontrolador dedicado a gestionar la comunicación entre la computadora y la red de manera fiable. Implementa las funciones de las capas inferiores del modelo OSI (generalmente la capa física y de enlace de datos).

Conectores

Permiten conectar físicamente la tarjeta al cable de red. Históricamente se usaron conectores como BNC (para cable coaxial en redes Ethernet 10Base2), pero actualmente el conector estándar para redes Ethernet cableadas es el RJ45 (para cable de par trenzado).

Transceptor (Adaptador de Señal)

Permite adaptar las señales digitales con las que trabaja el circuito digital de la computadora a las señales eléctricas u ópticas que se utilizan en el cable de la red, y viceversa. Se encarga de la transmisión y recepción de señales.

LEDs Indicadores

Son pequeñas luces que permiten visualizar el estado y la actividad de la tarjeta de red. Generalmente indican la conexión física (link), la actividad de transmisión/recepción de datos, y a veces la velocidad de la conexión. Se encienden, apagan o parpadean según la tarjeta esté enviando o recibiendo datos, si hay una conexión establecida o si existe algún problema.