Nombre del Plantel - Zona EMEC Conalep 150

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• Nombre del Plantel:
Conalep Tehuacán 150
• Nombre del módulo:
Instalación de Redes de Datos
Diseño de una Red LAN
aplicada a un inmueble escolar
• Nombre del docente:
Ing. Jonathan Quiroga Tinoco
• Grupo:
408
• Carrera:
P.T.B. en M.E.C.C.
• Ciclo Escolar:
Febrero – Julio 2014
Introducción
•  Tenemos un colegio
con 3 edificios, cada
uno de ellos
destinado a una
función especifica.
•  Vamos a detallar el
diseño actual de la
red y a proponer una
mejora de dicho
diseño.
Diseño Actual de la Red
•  Tenemos una red de clase C privada! 192.168.2.0
•  De ésta forma podemos tener conectados hasta 254 computadoras,
(256 menos la dirección con el campo host todo a 0s: identifica a la
propia red, y la dirección con el campo host todo a 1s: broadcast en
toda la red).
•  En total tenemos 36 computadoras, con lo que tenemos suficiente
con una red de éste tipo.
•  En cuanto al tipo de Red tenemos una Fast Ethernet, que además
de poder llegar hasta 100Mbits/seg. es totalmente compatible con el
estándar Ethernet.
•  Todos los están conectados mediante hubs y cables de pares
trenzados, cuya longitud máxima es de 100m. Únicamente tenemos
un switch para conectar los edificios A y C que están separados, y
un router que utilizaremos para la conexión a Internet.
Diseño Actual de la Red
Edificios A y B
Diseño Actual de la Red
Edificio C
Tipos de Red
Clasificación según su tamaño y extensión:
Redes LAN: Redes de área local, su extensión varía entre 10m. y 1km. Redes
pequeñas con velocidad de transmisión entre 10 y 100 Mbps
Redes MAN: Redes de área metropolitana, suelen abarcar el tamaño de una ciudad.
Longitud máxima de 10km.
Redes WAN: Redes de área amplia. Son una colección de hosts o de redes LAN
conectadas por una subred. Su tamaño varía entre 100 y 1000km.
Clasificación según la tecnología de transmisión:
Redes Broadcast: Todas las máquinas de la red comparten el mismo canal de
comunicación. Cada paquete enviado por cualquier máquina es recibido por todas
las de la red.
Redes Point to Point: En éstas redes los paquetes a veces tienen que pasar por
hosts intermedios, por lo que es necesario el uso de un router para la creación de las
rutas.
Clasificación según la transferencia de datos soportada:
Redes de transmisión simple: Los datos únicamente viajan en un sentido.
Redes Half-Duplex: Los datos pueden viajar en uno u otro sentido pero no
simultáneamente, es decir solo puede haber transferencia en un sentido a la vez.
Redes Full-Duplex: Los datos pueden viajar en ambos sentidos al mismo tiempo.
Topología de la Red
Topologías LAN más comunes:
Token Ring: Topología de bus lógica y en estrella física o en estrella extendida.
Es una implementación del estándar IEEE 802.5.
Funcionamiento: En éste tipo de redes la información se envía en un Token que va
pasando de una máquina a otra. Cuando una máquina quiere enviar información, debe
esperar a que le llegue el Token vacío, y entonces utilizarlo para hacer dicho envío.
Cuando el Token con la información
llega a su destinatario, éste lo reenvía con
el mensaje: Información recibida.
Luego se libera el Token para
poder volver a utilizarlo.
Ya que la máquina necesita el
Token para enviar los datos y únicamente hay
uno, no se producen colisiones, el problema
es el tiempo que debe esperar una máquina a
que le llegue el Token vacío antes de poder
enviar los datos.
Topología de la Red
Ethernet: Topología de anillo lógica y una topología física en estrella.
Es una implementación del estándar 802.3.
En las redes de éste tipo, solo puede haber un mensaje en tránsito en un determinado
momento, con lo cual, debido a que hay muchos ordenadores intentando enviar información al
mismo tiempo, se produce un alto porcentaje de colisiones al contrario que en las redes Token
Ring.
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detecion): La máquina antes
de enviar los datos escucha por el cable para saber si está libre, en el caso de que esté ocupado
se espera escuchando, y cuando se libere el cable envía los datos.
Problema: Ya que puede haber más de una máquina escuchando por el mismo cable, varias de
ellas han podido escuchar que el cable estaba vacío y han decidido enviar la información. Con lo
cual se produce una colisión, las computadoras la detectan y deciden reenviar los datos.
Fast Ethernet: Es un ampliación del estándar Ethernet, que llega hasta 100Mbp/seg., y es
totalmente compatible con Ethernet.
Resumen :
Nuestra red la clasificaríamos como una LAN de tipo Fast Ethernet con una tecnología de
transmisión Broadcast.
Análisis del Diseño Actual.
HUB vs. SWITCH
• 
HUB! Dispositivo de nivel 1.
VENTAJAS
- Al ser un dispositivo muy
simple su precio es muy bajo, y el
retardo que añade a los mensajes
es prácticamente nulo.
INCONVENIENTES
- Funciona a la velocidad del
dispositivo más lento de la red.
- Actúa como un repetidor enviando
la información a todos
las
computadoras que están conectados a
él.
Esto además de tráfico
innecesario
genera mayores probabilidades de
colisión.
Análisis del Diseño Actual.
HUB vs. SWITCH
• 
SWITCH! Dispositivo de nivel 2 (capa
de enlace).
VENTAJAS
- Un switch sabe en todo
momento que ordenadores tiene
conectados a cada uno de sus puertos,
esto lo va aprendiendo a medida que
circula información a través de él.
Cuando un switch no sabe la
dirección MAC de destino envía la trama
por todos sus puertos (Inundación).
Resumen:
Si en nuestro diseño cambiáramos
todos los hubs por switchs,
obtendríamos todas las ventajas de los
switchs a cambio de aumentar el coste.
Actualización del Diseño
Subredes
Razones para el uso de subredes:
1.
A medida aumente la red, aumentará también el dominio de colisión, afectando al
rendimiento de la red. Si tenemos la red dividida en segmentos, podemos limitar los dominios de
colisión enviando las tramas únicamente al segmento donde se encuentre el host de destino.
2.
Conforme aumenta el número de hosts, aumenta también el número de transmisiones
broadcast, debido a que los hosts envían de forma constante peticiones ARP, peticiones DNS,
envíos RIP, etc.
Por tanto puede llegar un momento en que éstas transmisiones congestionen toda la red
al consumir un ancho de banda excesivo. Esto se soluciona igual que en el caso anterior con la
división de la red en varios segmentos.
3.
Por motivos de seguridad. De ésta forma cada departamento puede tener su propia red
departamental.
Resumen:
Una vez explicadas éstas razones, quedamos convencidos de las ventajas del uso de
subredes. Por tanto nos disponemos a crear tres subredes en nuestra propia red, una para cada
departamento.
Actualización del Diseño
Subredes con máscara de tamaño fijo
Opción A
Tenemos la red 192.168.2.0, le aplicamos la máscara 255.255.255.224.
3 bits para la subred ! 8 subredes.
5 bits de host ! 32 direcciones.
Por tanto tenemos 8 subredes con 32 direcciones cada una de ellas.
Si quitamos las direcciones con los valores todo a 0s y todo a 1s del campo host y del campo
subred, nos quedan:
6 subredes de 30 direcciones cada una.
Con 30 direcciones tenemos suficiente, aunque nos limita mucho el crecimiento de la red, ya que
sólo en el edificio A tenemos 22 ordenadores.
Si aplicamos subnet-zero, nos quedan 8 subredes con 30 direcciones, con lo que no hemos
resuelto nada.
Puesto que la restricción del campo host todo a 0s y todo a 1s se ha de cumplir siempre,
seguimos teniendo 30 direcciones en cada subred, así que debemos buscar otra opción mejor.
Actualización del Diseño
Subredes con máscara de tamaño fijo
Opción B
A la red 192.168.2.0, le aplicamos la máscara 255.255.255.192.
2 bits de subred ! 4 subredes.
6 bits de host ! 64 direcciones.
Tenemos entonces 4 subredes con 64 direcciones cada una de ellas.
Quitando las direcciones reservadas, nos quedarían 2 subredes de 62 direcciones cada una.
Evidentemente, si tenemos tres departamentos y queremos asignarle una subred a cada uno de
ellos, con 2 subredes no tendríamos suficiente. Por otro lado, las 62 direcciones serían
suficientes para cubrir los 36 ordenadores que tenemos.
De ésta forma la solución es aplicar subnet-zero, y quedarnos con 4 subredes de 62 direcciones
cada una.
Resumen:
La opción B sería mucho más adecuada que la opción A, pudiendo llevarnos con el tiempo a una
reestructuración de la red, pero no a tan corto plazo como la opción A.
Actualización del Diseño
Subredes con máscara de tamaño variable
Con ésta técnica no es necesario dividir la red en subredes del mismo tamaño.
¿Por qué resulta interesante?:
En nuestro caso particular tenemos 3 departamentos, cada uno de ellos con un número
bastante diferente de ordenadores:
A ! 22
B!4
C ! 10
Si utilizamos ésta técnica, cada subred tendrá un número de direcciones que se ajusta al
número de ordenadores que tiene dicha subred. No necesariamente deberíamos asignar a
todas las subredes el mismo número de direcciones. Dicho número vendrá dado por el
departamento con mayor número de ordenadores.
Es decir, en el ejemplo anterior (subredes con máscara de tamaño fijo), necesitamos
como mínimo que las subredes sean de 22 direcciones, para poder cubrir las direcciones
de los 22 ordenadores. De ésta forma las subredes asignadas a los departamentos B y C
desperdician gran cantidad de direcciones.
Observación:
Al tratarse de una red privada de clase C, no tenemos el problema de la utilización de
direcciones, ya que toda la red al completo (las 256 direcciones) son para nuestro uso propio.
De todas formas, la aplicación de éste método en nuestro ejemplo nos permite más opciones a la
hora de diseñar el direccionamiento IP, y un mayor nivel de aprendizaje para futuros diseños.
Actualización del Diseño
Subredes con máscara de tamaño variable
1er. Direccionamiento IP
* Edificio A-- 22 ordenadores
Le asignamos una subred de 32 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.32
255.255.255.224
Subred/bits de máscara
192.168.2.32/27
*Edificio B-- 4 ordenadores
Le asignamos una subred de 8 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.8
255.255.255.248
Subred/bits de máscara
192.168.2.8/29
*Edificio C-- 10 ordenadores
Le asignamos una subred de 16 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.16
255.255.255.240
Subred/bits de máscara
192.168.2.16/28
Cada departamento tiene ahora una red que se ajusta a sus necesidades, con lo cual no
se desaprovechan direcciones.
Problema: Son subredes de un tamaño muy ajustado al nº de hosts, cuando crezca la
red, este diseño exigirá una reestructuración.
Actualización del Diseño
Subredes con máscara de tamaño variable
2º Direccionamiento IP
* Edificio A-- 22 ordenadores
Le asignamos una subred de 64 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.64
255.255.255.192
Subred/bits de máscara
192.168.2.64/26
* Edificio B-- 4 ordenadores
Le asignamos una subred de 16 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.16
255.255.255.240
Subred/bits de máscara
192.168.2.16/28
* Edificio C-- 10 ordenadores
Le asignamos una subred de 32 direcciones:
Subred
Máscara
192.168.2.32
255.255.255.224
Subred/bits de máscara
192.168.2.32/27
Éste sería el mejor .direccionamiento que podemos hacer, aprovechando al máximo las
direcciones IP, pero sin correr el riesgo de tener que reestructurar a muy corto plazo.
Conclusión