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Electrónica de Red

El proceso de conectar dispositivos a una red o de unir varias redes de igual o diferente estructura (ya sean LAN o WAN), requiere el uso de determinados dispositivos electrónicos de interconexión como switches, hubs, routers, bridges, gateways, etc., que denominamos electrónica de red. Los principales objetivos de dichos elementos son: unir dispositivos o redes entre sí, efectuar cambios en el medio de transmisión (por ejemplo de cable a radio), aislar tráfico entre partes de la red, integrar plataformas de comunicación diferentes, etc. Como es fácil deducir, es fundamental implantar electrónica de calidad adecuada.

Los hubs y switches, uno de los pilares básicos donde se apoya el funcionamiento de una red, son dispositivos con múltiples puertos utilizados para concentrar y organizar el cableado en una red de área local y contienen circuitos electrónicos que pueden filtrar, amplificar y controlar el tráfico. En un diseño típico, como la mayoría de electrónica de red, los hubs y switches se instalan en racks o armarios especiales a los que llega todo el cableado de una planta o del edificio de la empresa. Estos cables se conectan a cada puerto del hub o switch, el cual a su vez lo está al servidor o servidores de la organización o, si procede, al backbone (o columna vertebral) de la red, que interconecta todos los armarios. Así, se divide la red en agrupamientos lógicos y físicos, lo que simplifica la resolución de problemas y se facilita el futuro crecimiento.

A pesar de la similitud hasta este punto, se trata, de hecho, de dos dispositivos muy diferentes siendo el hub, generalizando, un simple concentrador de cables que se limita a repetir la información recibida en todos sus puertos (siempre manda todo el tráfico a todas las estaciones). El switch, sin embargo, provee múltiples funcionalidades, como filtrado y conmutación de paquetes entre todas sus entradas, ya sean estaciones de trabajo u otras redes, basándose en la dirección de destino (aprende y recuerda, enviando la información solamente al puerto adecuado) y se utiliza para aumentar el rendimiento en las redes de las organizaciones, segmentando las grandes en varias más pequeñas, lo que disminuye la congestión a la vez que sigue proporcionando la conectividad necesaria o conmutando las pequeñas, para aislar las estaciones entre sí, de modo que desaparezcan las múltiples colisiones generadas por un hub. Los switches aumentan la velocidad de las redes ya que cada puerto utiliza todo el ancho de banda, sin requerir de los usuarios cambio alguno en su equipamiento, tales como NIC's, (Tarjetas de red), hubs, cableado o router ya instalado.

Un bridge (puente) conecta dos segmentos de redes iguales o distintos. Se puede utilizar un puente para dividir una red amplia en dos o más pequeñas, lo que mejora el rendimiento al reducir el tráfico, ya que los paquetes para estaciones concretas no tienen que viajar por toda la red. También se usan para conectar distintos tipos de redes, como Ethernet y Token Ring o dispositivos que utilicen protocolos o medios de transmisión diferentes, sin embargo el bridge no sabe nada sobre el mejor camino hacia un cierto destino; No existe ninguna forma de enviar paquetes a un segmento de red de modo que alcancen su destino de la forma más rápida o eficiente (esa es la función de un router).

Los routers (encaminadores o enrutadores) son críticos para las redes de gran alcance o que utilizan enlaces de comunicaciones remotas (como ubicaciones dispersas geográficamente o Internet). Mantienen el tráfico fluyendo eficientemente sobre caminos predefinidos en una interconexión de redes compleja. Si se utilizan líneas alquiladas de media/baja velocidad, es importante filtrar los paquetes que no deban entrar en la línea. Además, las grandes redes que se extienden por todo el mundo, como es el caso de Internet, pueden contener muchas conexiones remotas redundantes; en ese caso, resulta importante encontrar el mejor camino entre el origen y el destino. Este es el objetivo que tratan de cumplir los routers. Inspeccionar la información para determinar la información de la mejor ruta. Ofrecen un encaminamiento inteligente, mejorando el rendimiento. Un router inteligente conoce la estructura de la red y puede encontrar con facilidad el mejor camino para un paquete.

Las Tarjetas de red (NIC) son, junto a los hubs y/o switches, los elementos fundamentales en la composición de la parte física de una red de área local. Estos adaptadores representan la interface hardware entre el sistema informático (estación de trabajo, impresora u otro dispositivo) y el medio de transmisión (cable, fibra, etc.). Por ejemplo, si pensamos en un ordenador, es la encargada de llevar los datos a y desde la memoria y controlar el flujo de datos de entrada/salida del cableado de la red. Del mismo modo que existen diferentes medios de transmisión, las tarjetas de red se proporcionan con interfaces adecuados al medio al que se van a conectar (cable, fibra, radio) y están disponibles en formatos diferentes adecuados para su inclusión en servidores, estaciones de trabajo o dispositivos móviles (como notebooks, PDAs, etc.). Pueden incorporar, dependiendo de la gama, procesadores para realizar funciones específicas, como pueden ser los trabajos de encriptación/desencriptación IPSec en redes seguras, con el fin de descargar de estas tareas al procesador principal del servidor o estación de trabajo.

Las redes inalámbricas o Wireless, basadas en los protocolos 802.11a y 802.11b, se están mostrando como opciones muy interesantes a tener en cuenta; utilizando radiofrecuencia (en el espectro de las microondas) como medio de transmisión, permiten conectividad local y remota entre dispositivos de la red. La electrónica que requieren estas redes ya no se basa, obviamente, en cable. En su lugar se emplean puntos de acceso de radiofrecuencia y adaptadores de red especiales, destinados a trabajar con este medio, que utilizan antenas incorporadas para realizar la transmisión. Proporcionan tres escenarios básicos: Instalaciones en las que no es posible o conveniente cablear, redes mixtas cableadas con zonas vía radio e interconexión de redes en edificios relativamente distantes. En el primer supuesto se trata, generalmente, de pequeñas oficinas en los que el cableado no es una opción por motivos de instalación, estética o movilidad. El segundo escenario se suele utilizar en entornos industriales con el fin de conectar equipos móviles o de difícil acceso, como terminales de captura de datos, controles numéricos, etc., a la red corporativa de la empresa. En el último caso, pero no el menos interesante, se consigue conectividad remota con ubicaciones físicamente distantes que cumplan determinados requisitos.

Simplificando bastante, podríamos decir que los Puntos de acceso (Access Point) se comportan como concentradores que, en lugar de disponer de múltiples puertos de conexión, incorporan una antena que les permite la comunicación simultánea con otros dispositivos (clientes), equipados con tarjetas de red inalámbricas, realizando la unión entre los mismos. Ampliando el concepto es posible conectar un Access Point a una red cableada convencional de modo que los clientes inalámbricos asociados a éste, pasen a formar parte integrante de la misma como si efectivamente estuvieran cableados. También, utilizando su función de bridge para cambiar de medio de transmisión, permiten mediante puntos de acceso equipados con antenas direccionales de alta ganancia, interconectar redes en edificios distantes. La distancia alcanzada depende de varios factores y puede ser de varios kilómetros.

Multitud de otros dispositivos pueden ser conectados a la red para dar soluciones a necesidades concretas. Ejemplos de ellos son: Print Servers (que permiten dar acceso a toda la red a una o varias impresoras sin necesidad de que éstas se conecten a un ordenador), Firewalls o cortafuegos (para evitar accesos indeseados a su red y controlar el uso de Internet), Impresoras de red, Dispositivos de almacenamiento de red (NAS), y un largo etcétera.

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