Maqueta de cableado estructurado

En esta entrada vamos a comentar una pequeña maqueta de cableado estructurado que realizamos en clase con 3 armarios rack de 19" divididos en tres filas diferentes. El objetivo de la práctica era conseguir interconectar todos los ordenadores de todo el aula a traves de una red de área local. Para ello, nos pusimos en grupos y cada grupo cogío un lado del armario rack para montar su propia red, excepto el grupo del medio, que se encargo del Centro de Proceso de Datos por donde se conectaban los ordenadores de la fila 1 con la fila 2.

El primer paso para montar la red es montar el armario rack de 19". Simplemente hay que atornillar el patch pannel, el peine y el switch al armario y alimentar el switch con un cable a la corriente.

Una vez montado el armario con todos sus componentes, tenemos que montar las rosetas del suelo siguiendo el modelo B (europeo) que viene dibujado en el conector. Una vez montado y crimpado, procedemos a realizar el montado de los conectores que van al patch pannel y a colocarlos en su posición correspondiente.
Cuando terminamos de montar los conectores, probamos si funcionan correctamente utilizando dos latiguillos de cable de pares y un tester. Si el tester nos indica que hay un fallo en la conectividad tendríamos que volver a montar los conectores para solucionarlo.

Lo siguiente que hay que hacer es conectar las tomas del panel de conexiones al switch mediante unos latiguillos de pares. Luego comprobamos que los ordenadores conectados a las rosetas hacen ping entre ellos para saber si la red funciona.
Una vez comprobado que funciona, conectamos mediante otro latiguillo los dos switch del armario y comprobamos si los ordenadores hacen ping.

Por último, para conectar los tres armarios entre sí utilizamos latiguillos de fibra óptica y unos transceivers (transformadores de medio) de fibra a cable UTP. Conectamos la fibra a los transceivers fijandonos en donde hay que conectar el RX y el TX.

Para acabar la práctica hay que conseguir que todos los ordenadores estén conectados en red y comprobar que hacen ping. Si nos da algún problema hay que mirar las IPs y las máscaras de los equipos, ya que para que se consiga conexión tienen que estar todos en la misma red.

Red de área local con un switch

Un switch o conmutador es un dispositivo con múltiples puertos que sirve para resolver los problemas de rendimiento de una red. Además, se puede conseguir mayor ancho de banda, acelerar la salida de tramas y reducir tiempo de espera. El concentrador, inspecciona las direcciones de origen y de destino de las tramas y crea una tabla que le permite saber qué equipo está conectado a qué puerto del conmutador. Cuando conoce el puerto de destino, el conmutador envía la trama unicamente al puerto correcto, evitando así las colisiones, y los demás puertos quedan libres para otras transmisiones que pueden llevarse a cabo de manera simultánea.
A la hora de montar redes de área local el switch es el dispositivo que mejor trabaja, ya que es el que menos dominios de colisión aporta.


Imagen sacada de: http://www.mailxmail.com/curso-redes-area-local-conmutadas/redes-lan-conmutadas-conmutador-switch

Red de área local con un bridge

A continuación, vamos a comentar como montar una red LAN utilizando un bridge o puente. Un bridge es un dispositivo que se utiliza para conectar dos redes, pero a diferencia de un hub, trabaja en la capa dos del modelo OSI y es capaz de filtrar las tramas que le llegan de manera que solo deja pasar aquellas cuyas direcciones de destino se encuentren en el otro lado del puente. Cuando recibe una trama, analiza la dirección MAC del emisor y la guarda de manera que sabe en que lado del puente se encuentra. Luego, analiza la MAC del receptor y si se encuentra en el mismo lado que el emisor ignora el mensaje, pero si se encuentra en el otro lado, envia la trama.
El bridge se utiliza para segmentar la red y para reducir considerablente el tráfico de la red.

Imagen sacada de: http://lirain.wikispaces.com/Pr%C3%A1ctica+4+Infraestructuras+de+Redes+LAN

Análisis de los diferentes montajes de red

Para realizar una red en clase, hemos utilizado todos ordenadores de la clase, tres Concentradores o Hubs y tres tipos de cables, con sus conectores correspondientes. A continuación explicare el proceso de realización con cada tipo de cable:


Utilizando cable de pares:

A la hora de montar redes, el cable de pares es uno de los más apropiados, ya que es cómodo de usar y es fácil detectar los errores. Además, puede llegar hasta los 100m en un tramo.
Para montar la red, lo primero que tenemos que hacer es conectar cada ordenador al hub con un cable de pares a traves de la tarjeta de red. Luego, tenemos que conectar los tres hubs entre si, a traves de la boca especial llamada Uplink o Daisy Chain. Como tenemos que conectar tres concentradores, conectamos un cable al Uplink del primero y el otro extremo a una boca normal del segundo. Con otro cable de red, conectamos el Uplink del segundo concentrador con una boca normal del tercero. Por último, para que la red funcione cada ordenador debe tener una dirección IP y una máscara determinada, teniendo en cuenta que todos los ordenadores tienen que tener el mismo subrango y la misma máscara. Para comprobar que la red funciona, basta con probar si los ordenadore se hacen "ping" entre si y si se hacen la red funciona correctamente. A nosotros al principio, no nos dejaba hacer ping a los de las otras filas, porque no teniamos el mismo subrango en las direcciones IP, ya que al principio de la práctica cada fila habia configurado sus IPs de manera que la fila 1 tenían la IP 192.215.1.X, la fila 2 la IP 192.215.2.X y la fila 3 la 192.215.3.X. Para solucionar el problema, todas las filas pusimos la IP 192.215.1.X y ya nos funcionaba bien. Para analizar las tramas de red utilizamos el programa Wireshark, una aplicación capaz de capturar tramas de red y mostrárnoslas.

Utilizando cable coaxial:

Para montar la red con cable coaxial, solo hay que cambiar la linea troncal de la red; es decir, hay que quitar el cable de pares de los concentradores y poner cable coaxial utilizando unas "T"s. Para comprobar si hemos colocado los cables correctamente, volvemos a hacer "ping" y si no nos deja, tenemos que mirar, utilizando terminadores, que parte de la red es la que falla. Una vez que detectamos que parte de la red es la que está mal, solucionamos el problema.

Utilizando fibra óptica:

En este caso, la linea troncal de la red será de fibra óptica, un cable con un gran ancho de banda y que puede llegar a tener kilómetros en un solo tramo. Necesitamos cables de fibra que sean bidireccionales, es decir, que cada latiguillo tenga dos cables y si nuestro hub no tiene conector de fibra tenemos que poner unos transceiver (conversores de fibra óptica a AUI) para poder conectar la fibra a los concentradores. Cada hub o conversor tiene dos bocas para conectar la fibra: la RX y la TX, por lo que para conectar los concentradores entre si hay que conectar el RX de uno con el TX de otro. Una vez hecho esto, conectamos la parte del conector AUI del transceiver al concentrador y probamos si la red funciona utilizando el mismo procedimiento que hemos explicado antes.

Como hacer un cable de red

Métodos de acceso al medio en las redes de área local

Los método de accesoal medio, son un conjunto de reglas que definen la forma en que un equipo coloca los datos en la red y toma los datos del cable. Una vez que los datos se están moviendo en la red, los métodos de acceso ayudan a regular el flujo del tráfico de la red. Los principales métodos de acceso son:

Método de acceso múltiple por detección de portadora por detección de colisiones (CSMA/CD):

En este metodo cada ordenador de la red comprueba el cable para detectar el tráfico de la red, ya que los equipos sólo pueden transmitir datos si el cable está libre. En el caso de que el canal esté libre y dos estaciones trasmitan al mismo tiempo, se produce una colisión. CSMA/CD dispone además de mecanismos para detectar estas colisiones y volver a retransmitir en caso necesario.
Si un equipo detecta una posible colisión, espera un período de tiempo aleatorio antes de volver a intentar transmitir.
En este método de acceso, cuantos más equipos se conecten a la red, mayor tráfico de red hay y a medida que aumenta el tráfico, tienden a aumentar la anulación de colisiones y las colisiones, por lo que ralentizan la red, llegando a ser un método de acceso lento.

Método de acceso paso de testigo

En éste método, un paquete llamado "testigo" viaja a través de la red, parándose en cada nodo para ver si tiene algo que enviar. Si llega a un nodo que no tiene nada que transmitir, el testigo viaja al siguiente nodo. Cuando un equipo necesita enviar datos a través de la red, tiene que esperar a un testigo libre y cuando encuentra uno, manda los datos y la dirección de destino y el testigo viaja hasta el nodo destino. Una vez que los datos han sido recibidos, el testigo vuelve al nodo transmisor y se desbloquea. Mientras un equipo está utilizando el testigo, los otros equipos no pueden transmitir datos, ya que sólo puede haber un equipo utilizando el testigo, no se producen colisiones ni contención y no se pierde tiempo esperando a que los equipos vuelvan a enviar los testigos debido al tráfico de la red.
Los datos se transmiten en tramas junto con información adicional como cabeceras y finales (trailers).


Métodos de prioridad de demandas

Se trata de un método de acceso bastante nuevo y está diseñado para el estándar Ethernet 100 Mbps, también conocido como 100VG-AnyLAN. Este método de acceso está basado en el hecho de que los nodos repetidores y finales son los dos componentes que forman todas las redes 100VG-AnyLAN. Los repetidores gestionan el acceso a la red haciendo búsquedas de peticiones de envío a todos los nodos de red. El hub es el responsable de conocer todas las direcciones, enlaces y nodos finales, y de comprobar que todos están funcionando. De acuerdo con la definición de 100VG-AnyLAN, un nodo final puede ser un equipo, un bridge, un router o un switch.

Conceptos de Clase y Categoría

Las normas de cableado estructurado especifican topologías genéricas de instalación y diseño que se caracterizan por su "categoría" o "clase" para llevar a cabo la transmisión.
Para la instalación de un sistema de cableado estructurado los más recomendados son: UTP, STP y FTP.
A continuación, vamos a comentar las principales categorías y clases referidas a los sistemas de cableado estructurado:


Categorías:

Las categorías de cableado que hoyen día están funcionando en nuestro mercado son:

Categoría 7: La Categoría 7 o Clase F especifica una gama de frecuencias de 1 a 600 Mhz en 100 metros de cableado de par trenzado totalmente apantallado. Los cables que tienen esta categoría contienen cuatro pares individualmente apantallados en el interior y un apantallado general. Los sistemas de cableado que cumplan la Categoría 7 son idóneos para zonas de alta interferencia electromagnética, como por ejemplo instalaciones industriales o instalaciones para medicina.

Categoría 6: Los cableados de categoría 6 son instalaciones de cableado que cumplen lo especificado en el estándar de cables para Gigabit Ethernet y otros protocolos de redes que son compatibles con versiones anteriores. El cable de categoría 6 contiene 4 pares de cable de cobre trenzado, al igual que estándares de cables de cobre anteriores. Está diseñado para transmitir a frecuencias de hasta 250 MHz.

Categoría 6a: La Categoría 6a es una propuesta 10Gigabit Ethernet (10-GbE) para transmisión por cobre al estándar CAT6. Está diseñado para transmitir a frecuencias de hasta 500 MHz.

Categoría 5e: En nuevas instalaciones no es habitual trabajar con componentes de cableado de Categoría 5e puesto que las categorías superiores son muy competitivas a nivel económico y funcional, pero aun así muchas empresas disponen de cableados de red en Cat5e que perfectamente pueden soportar aplicaciones a 1Gbits de velocidad.


Clases:

Dentro de un sistema de cableado estructurado existen cuatro clases que están definidas en funcion del ancho de banda para el cable y del ancho de banda para los conectores. Éstas son las clases:

Clase A: Soporta aplicaciones de hasta 100 Khz. Incluye telefonía y otros servicios de poco ancho de banda.

Clase B: Soporta aplicaciones de hasta 1 Mhz. Comprenden servicios de moderada velocidad de transmisión en distancias normales.

Clase C: Soporta aplicaciones que trabajan hasta 16 Mhz. Incluye servicios de alta velocidad de transmisión sobre distancias cortas

CLASE D: Soporta aplicaciones que trabajan hasta 100Mhz. Incluyen servicios que necesitan velocidades muy altas de transmisión sobre distancias cortas.