Estándares IEEE 802 y Tecnologías de Redes de Área Local LAN

Proyecto IEEE 802 y Definición de Redes LAN

El Proyecto 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. Fundamentalmente, se trata de redes de ordenadores conectadas para compartir información. Para ser considerada como tal, una LAN debe cumplir con los siguientes requisitos:

• Capacidad para un mínimo de 200 dispositivos.
• Soporte para dispositivos como ordenadores, terminales, impresoras, monitores, etc.
• Alcance mínimo de 2 km.
• Velocidad (V) entre 1 y 20 Mbps.
• Intercambio de datos diversos como ficheros, voz, correos electrónicos, etc.
• Posibilidad de ejecutar varios procesos simultáneos.
• La incorporación o retirada de dispositivos no debe ralentizar el rendimiento de la red.
• Reparto equivalente de recursos y alta fiabilidad.

Control de Acceso al Medio (MAC)

La colisión se produce cuando dos o más dispositivos intentan transmitir información simultáneamente por el mismo medio, generando interferencias. Para evitarlo, se utilizan diversos métodos:

• Polling: Existe una estación principal que solicita por turnos el envío de información a las demás.
• Token: Un grupo de bits (testigo) concede la autorización para la transmisión de datos.
• Protocolos de contención: El primer dispositivo que accede a la línea tiene prioridad. En redes Ethernet, se suele utilizar el protocolo CSMA/CD:
  • CS (Carrier Sense): La interfaz empieza a transmitir si no detecta señal en el dispositivo.
  • MA (Multiple Access): Todos los dispositivos comparten el medio y las técnicas de acceso.
  • CD (Collision Detection): Cuando se detecta una colisión, las interfaces esperan un tiempo aleatorio para resolverla y reenvían los datos.

Estándares Ethernet y su Evolución

Ethernet es el término empleado para identificar un estándar de red LAN con topología en bus o estrella, operando a 10 Mbps mediante cable coaxial, pares trenzados o fibra óptica. El comité IEEE 802.3 ha establecido diferentes subnormas de Ethernet basadas en tres criterios:

1. El primer número indica la velocidad máxima (vmáx) en Mbps.
2. La palabra central indica el método de transmisión.
3. El segundo número o letra indica el tipo de cable utilizado.

Dentro de su evolución encontramos:

• Fast Ethernet: Con velocidades de 100 Mbps.
• Gigabit Ethernet: Con velocidades de 1000 Mbps (1 Gbps).
• 10 Gb/s Ethernet: Enfocada a trascender los límites de la LAN y a la interconexión con redes troncales de área amplia (WAN) a través de SDH, superando la tecnología ATM.

Tecnologías Token Ring y FDDI

Token Ring: Consiste en equipos conectados por cable a un anillo donde la transmisión se realiza mediante el método token. Opera a una velocidad de 16 Mbps. Al no existir colisiones gracias al método de paso de testigo, ofrece mayor velocidad efectiva y seguridad.

FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra): Ofrece una velocidad de 100 Mbps. Utiliza un control de acceso por token y una topología en anillo. Permite conectar una gran cantidad de equipos con anillos de hasta 2 km. Debido a su elevado coste, tiene poca competitividad en el mercado doméstico y se utiliza principalmente como red WAN para interconectar diversas LAN.

Redes Inalámbricas y Otras Variantes de LAN

Las redes inalámbricas están basadas en emisiones de radio, con velocidades estándar iniciales de 54 Mbps. Actualmente, se instalan tarjetas WLAN para comunicar equipos separados sin necesidad de cableado. Si la distancia es considerable, se debe instalar un punto de acceso, y si se requiere conexión a la red de cable, es necesario un punto común de acceso.

Otras tecnologías LAN destacadas:

• Token Bus: Utiliza una topología de bus y acceso al medio por token, empleando cable coaxial de banda ancha y velocidades de hasta 10 Mbps.
• HomePNA: Pequeñas redes que aprovechan el cableado telefónico de la vivienda o las oficinas para la transmisión de datos.
• Powerline (PLC): Muy semejante a la anterior, pero en lugar de cables telefónicos, utiliza los conductores de la instalación eléctrica interior.
• IP sobre ATM: Emplean el protocolo IP sobre redes ATM de conmutación rápida de paquetes. En entornos LAN pueden alcanzar velocidades de 1 Gbps.
• LANE (LAN Emulation): Funciona como una red puente entre redes LAN de diferentes tecnologías, como ATM, Ethernet o Token Ring.

Estructura y Roles en una LAN

Puesto y Usuario

El puesto se refiere al terminal físico único, mientras que el usuario es la identificación lógica exigida a la persona que trabaja en dicho puesto.

Servidor y Cliente

El servidor es una estación que controla información o recursos que son accesibles a otras estaciones denominadas clientes.

Modelos de Red

• Mainframes y terminales no inteligentes: Red especial donde un ordenador central controla toda la información y las demás estaciones se limitan a trabajar con los datos del servidor.
• Red entre iguales (P2P): Red en la que no existe un servidor centralizado. Todas las estaciones pueden compartir sus recursos con las demás. Se emplea habitualmente en redes muy pequeñas.

Direccionamiento IP en la Estación

Las direcciones IP en una red LAN pueden ser fijas o dinámicas. Las IP dinámicas son asignadas temporalmente por un servidor o proveedor mediante el protocolo DHCP. Por otro lado, las IP estáticas corresponden habitualmente a los servidores de acceso a Internet, que deben estar siempre localizables para los usuarios.

En cuanto a su visibilidad:

• Las IP públicas son visibles desde todos los ordenadores conectados a Internet. Los rangos de las IP públicas están asignados y regulados por la RFC 2050.
• Las IP privadas son las que poseen las estaciones de una red particular y solo son visibles por las demás estaciones dentro de su propia red.