Conceptes Essencials de Xarxes: Adreces MAC, Ethernet i Cablejat Estructurat

1. Quina és la funció de l'adreçament MAC?

La funció principal de l'adreçament MAC (Media Access Control) és facilitar la identificació única d'una màquina física (un dispositiu de xarxa) dins d'una xarxa local (LAN).

2. Quin format tenen les adreces MAC?

El format de l'adreça MAC és hexadecimal de 48 bits (6 bytes). Normalment es representa en grups de dos caràcters hexadecimals separats per dos punts o guions (per exemple, 00:1A:2B:3C:4D:5E). Els primers 24 bits identifiquen el fabricant (OUI - Organizationally Unique Identifier), i els 24 bits restants són un identificador únic per al dispositiu.

3. Quantes adreces MAC pot tenir un equip?

Un equip pot tenir tantes adreces MAC com adaptadors de xarxa (NICs) tingui instal·lats. Cada adaptador de xarxa té la seva pròpia adreça MAC única. La quantitat d'adaptadors de xarxa no implica necessàriament una velocitat de connexió més ràpida, sinó la capacitat de connectar-se a múltiples xarxes o utilitzar tecnologies com l'agregació d'enllaços per augmentar l'ample de banda.

4. Per què l'adreça MAC s'anomena adreça física?

Se l'anomena adreça física perquè està determinada per un component físic de l'ordinador: l'adaptador de xarxa. És una adreça gravada (o "cremada") en el maquinari durant la fabricació i, per tant, és inherent al dispositiu i no varia fàcilment.

5. Quina topologia lògica utilitza Ethernet?

Ethernet utilitza una topologia física en estrella (amb un switch central que connecta tots els dispositius), però una topologia lògica de bus. Això significa que, a nivell lògic, tots els dispositius comparteixen el mateix medi de transmissió i competeixen per accedir-hi, tot i que físicament estiguin connectats a un punt central.

6. Funció del CRC a la trama Ethernet/802.3

La funció del CRC (Cyclic Redundancy Check) en la trama Ethernet/802.3 és la detecció d'errors. Aquest codi permet al dispositiu de destí comprovar si la trama de dades ha arribat correctament i sense alteracions durant la transmissió.

7. Acció d'un equip en CSMA/CD per enviar una trama

En el protocol CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), un equip que vol enviar una trama realitza les següents accions:

1. Primer, escolta el medi (Carrier Sense) per comprovar si està lliure.
2. Si el medi està lliure, comença a transmetre la trama.
3. Durant la transmissió, continua escoltant per detectar possibles col·lisions (Collision Detection). Si es produeix una col·lisió (perquè dos equips han transmès simultàniament), la transmissió s'atura.

8. Qui detecta les col·lisions en CSMA/CD?

El propi protocol CSMA/CD s'encarrega de detectar si es produeixen col·lisions al medi de transmissió.

9. Com es resolen les col·lisions en xarxes?

Quan es detecta una col·lisió, el protocol CSMA/CD intenta resoldre-la de la següent manera:

• Els equips implicats en la col·lisió deixen de transmetre immediatament.
• Cada equip espera un temps aleatori (algorisme de backoff exponencial) abans de tornar a intentar transmetre.
• El procés es repeteix si es torna a detectar una col·lisió, fins a un màxim de 16 vegades. Si després de 16 intents la transmissió no és possible, es considera un error de xarxa.

10. Treball en Ethernet full-dúplex: Què implica?

Quan es treballa en Ethernet full-dúplex, la informació pot viatjar en els dos sentits (enviament i recepció) de manera simultània. Aquest mode de funcionament elimina la possibilitat de col·lisions, ja que cada dispositiu té un canal de transmissió i un de recepció dedicats. Un exemple anàleg fora de xarxes seria una conversa telefònica on ambdues parts poden parlar i escoltar al mateix temps.

11. Velocitats actuals de les xarxes IEEE 802.3

Les velocitats actuals més comunes per a les xarxes IEEE 802.3 (Ethernet) inclouen:

• 1 Gigabit Ethernet (1 Gbps)
• 10 Gigabit Ethernet (10 Gbps)

També existeixen estàndards per a velocitats superiors com 25, 40, 50, 100, 200 i 400 Gigabit Ethernet, utilitzats principalment en centres de dades i xarxes troncales.

12. Quina és la funció del PoE (Power over Ethernet)?

La funció del PoE (Power over Ethernet) és permetre l'alimentació elèctrica de dispositius de xarxa a través del mateix cable Ethernet que transporta les dades. Això simplifica la instal·lació de dispositius com càmeres IP, telèfons VoIP, punts d'accés sense fil o sensors, ja que no necessiten una presa de corrent elèctrica separada.

13. Utilitat d'un midspan en xarxes amb PoE

Un midspan (també conegut com a inyector PoE) es col·loca entre els dispositius de xarxa i un switch o router que no és compatible amb PoE. La seva funció és injectar energia elèctrica al cable Ethernet, permetent alimentar dispositius PoE sense necessitat de substituir els equips de xarxa existents que no ofereixen aquesta funcionalitat de forma nativa.

14. Com es determina la velocitat de xarxa d'un equip?

Un equip determina la velocitat de treball a la xarxa mitjançant un procés d'autonegociació. Durant aquest procés:

1. Primer, l'equip intenta establir la connexió a la màxima velocitat possible i en mode full-dúplex.
2. Si no hi ha compatibilitat o no s'arriba a un acord amb l'altre extrem (per exemple, un switch), l'equip va rebaixant les prestacions (velocitat i mode dúplex) de forma gradual fins a trobar una configuració compatible per a ambdós costats de l'enllaç.

15. Objectius clau del cablejat estructurat

Els objectius principals del cablejat estructurat són:

• Proporcionar independència respecte a les tecnologies dels sistemes que es connecten, els fabricants i els components.
• Permetre ampliacions i modificacions futures del sistema de manera senzilla i eficient.
• Facilitar la localització i resolució de les avaries, minimitzant el temps d'inactivitat.

16. Què és la categoria en cablejat estructurat?

La categoria d'un cablejat estructurat (per exemple, Cat5e, Cat6, Cat7) és una classificació que determina la freqüència màxima de treball que pot suportar i, per tant, la velocitat de transmissió de dades que pot oferir. Com més alta la categoria, major la freqüència i la capacitat de transmissió.

17. Diferència entre classe i categoria de cablejat

La diferència entre classe i categoria en el cablejat estructurat rau en l'àmbit de la mesura:

• La categoria fa referència a la mesura de la qualitat d'un component individual de la xarxa (com un cable, un connector o un panell de connexió) quant a les seves capacitats de transmissió.
• La classe, en canvi, és la mesura de la qualitat de l'enllaç complet ja instal·lat (és a dir, un canal de comunicació de punta a punta, incloent cables i connectors).

En essència, ambdues mesures avaluen el rendiment, però la classe s'aplica al sistema global i la categoria als components, segons la normativa aplicada (per exemple, ISO/IEC per a classes i TIA/EIA per a categories).

18. Quina és la funció dels distribuïdors de xarxa?

La funció dels distribuïdors (o armaris de distribució) és organitzar, gestionar i interconnectar els cables que formen el cablejat de cada subsistema de la xarxa. Actuen com a punt central de connexió i gestió per a la infraestructura de cablejat.

19. Elements que es troben als distribuïdors

Als distribuïdors es troben diversos elements essencials per a la gestió de la xarxa, com ara:

• Armaris rack: Estructures per muntar equips.
• Panells de connexió (patch panels): Per organitzar i connectar els cables.
• Elements actius de xarxa: Com routers, switches, servidors i equips de seguretat.
• Organitzadors de cables i sistemes de ventilació.

20. Funció del cablejat horitzontal en una xarxa

La funció del cablejat horitzontal és distribuir el cablejat des del distribuïdor de planta (o armari de telecomunicacions) fins a les preses de telecomunicacions de cada punt de treball dins d'una mateixa planta o àrea d'un edifici. És el segment que connecta els usuaris finals a la xarxa.

21. Funció del cablejat troncal (backbone)

La funció del cablejat troncal (o backbone) és interconnectar els diferents distribuïdors de planta (RP - Recinte de Planta) amb el distribuïdor d'edifici (RE - Recinte d'Equips) o, si n'hi ha, amb el distribuïdor de campus (RC - Recinte de Campus). Aquests enllaços formen la columna vertebral de la xarxa, proporcionant connexions d'alta capacitat entre les diferents àrees o edificis.

22. Mínim de preses en un punt de treball

Segons els estàndards de cablejat estructurat, es recomana posar un mínim de dues preses de telecomunicacions per punt de treball:

• Una presa per a dades (connexió Ethernet).
• Una segona presa que pot ser per a veu (telefonia IP) o una segona connexió de dades, oferint flexibilitat i redundància.

23. Tipus de cable per al cablejat horitzontal

En el cablejat horitzontal, s'utilitzen habitualment cables de parells trenats. Els tipus més comuns són:

• UTP (Unshielded Twisted Pair): Cable de parells trenats no apantallat, el més utilitzat per la seva relació cost-rendiment.
• FTP (Foiled Twisted Pair) o STP (Shielded Twisted Pair): Cables de parells trenats apantallats, que ofereixen major protecció contra interferències electromagnètiques, utilitzats en entorns amb més soroll elèctric.

24. Distribució habitual dels cables d'enllaç

Els cables dels enllaços es distribueixen habitualment a través de diferents tipus de canalitzacions per protegir-los, organitzar-los i facilitar-ne el manteniment. Aquestes canalitzacions poden incloure:

• Safates de cables (per a grans volums).
• Tubs i conductes (per a protecció individual o grups petits).
• Falsos sostres i terres tècnics (per a una distribució discreta i accessible).
• Canaletes de paret.

25. Ubicació d'elements actius (switches, routers)

Els elements actius de xarxa, com switches i routers, es col·loquen principalment als armaris de distribució (racks) dins dels distribuïdors de planta o d'edifici. Aquests armaris proporcionen un entorn segur, organitzat i amb la ventilació adequada per a aquests equips, que són crucials per al funcionament de la xarxa.