2. Dispositivos de interconexión
En las redes LAN existe un estándar de comunicación con una implantación mayoritaria, LAN Ethernet, los dispositivos de interconexión presentan un abanico de posibilidades reducido, basado, fundamentalmente, en su funcionalidad. Sin embargo, en las redes WAN, si bien se encuentran rígidamente estandarizadas a nivel mundial, no existe un interfaz que predomine sobre el resto,
esto supone que para una misma función existan distintos tipos de dispositivos en función de la tecnología de comunicación. El estudio de todos estos dispositivos sería bastante complejo, de ahí que vayamos a afrontar aquellos que puedan ser más próximos al colectivo docente.
2.1. MODEM
Cuando se planteó la generalización de las comunicaciones entre equipos y la necesaria independencia de las redes privadas que empleaban medios propios de comunicación se comprobó que la solución más adecuada era el uso de las líneas telefónicas. Evidentemente, la extensión del teléfono es, prácticamente, mundial, la tecnología es muy conocida y no necesita de la implementación de nuevos dispositivos.
Sin embargo, se planteaba el problema de la señal que circula por las líneas telefónicas. Mientras que los ordenadores se comunican con señales digitales, la línea telefónica transmite información analógica en una banda de frecuencias audible. Para solucionar este problema debemos utilizar un MODEM, cuya función consiste en transformar la señal digital que procede del ordenador a una señal analógica utilizable por las líneas telefónicas. Igualmente, realiza la operación inversa, transformar la señal analógica que procede de la línea telefónica en una señal digital “entendible” por el PC.
Nota:
Los MODEMs fueron creados para la defensa aérea norteamericana en la década de los ’50.El primer MODEM transmitía 75 bps y era de acople acústico. El primer MODEM comercial fue desarrollado por ATT, se denominaba BELL 103 y tenía una velocidad de 300bps.
Del mismo modo que dos personas hablan a la vez empleando una línea telefónica (aunque tal vez no se entienda muy bien), dos MODEMs pueden mantener comunicación simultánea en ambos sentidos (full-duplex). Esto es gracias a que en un MODEM los 1 y 0 se “oirán” de forma distinta que en el otro. No olvidemos que los MODEMs utilizan cable telefónico que transmite en frecuencias audibles para el oído humano (300 – 3400 Hz). La transmisión de datos se realiza en la misma banda de frecuencias que la voz, por ello, no se pueden transmitir datos y voz simultáneamente por una única línea. La velocidad de acceso de estas líneas es de 33,600 bps aunque en las líneas modernas puede ser mayor.
El MODEM realiza su función transformando los unos y ceros de la comunicación digital en dos tipos de tonos que son transmitidos por la red telefónica, la forma más sencilla de hacerlo es que un tono represente los 1 y otro los 0. No obstante, existen varios métodos para transmitir datos digitales mediante una señal analógica, por ejemplo diferenciando un estado de otro por la frecuencia (modulación FSK), por el desplazamiento de fase (modulación PSK), o por otros sistemas que se han ido desarrollando a lo largo de la historia con el fin de mejorar la velocidad de transmisión.
Nota:
La velocidad de transmisión de datos se mide en bits por segundo. En ocasiones podemos oír hablar de baudios. Los baudios son el número de veces que cambia el estado del medio de transmisión por unidad de tiempo. Los primeros MODEMs enviaban un sólo bit en cada baudio. Cuando se alcanzó el límite de baudios por unidad de tiempo (1200 baudios por segundo) que permitían las líneas telefónicas, la velocidad de transmisión mejoró aumentando el número de bits que se incorporaban en un periodo de transferencia de datos.
Para pensar:
Entre dos ciudades hay una comunicación en tren. Las máquinas no pueden superar una velocidad determinada debido al trazado de las vías. Para mejorar el transporte se fueron incorporando vagones al tren. Sin embargo, se llegó al límite máximo de vagones. Para aumentar el número de pasajeros que podían viajar en el mismo tren, se quitaron los asientos de manera que podían realizar más personas el mismo viaje.En la analogía anterior, ¿Sabrías decir qué representa los
bits y qué los baudios?
Además de las funciones de modulación y demodulación, los MODEM deben ponerse de acuerdo en cómo va a realizarse la conexión y qué protocolos van a utilizar. El equipo de usuario necesario para conectarse es un PC, un módem de 56 kbps y una línea telefónica convencional. Además, necesitaríamos instalar software que permita este tipo de conexión y los protocolos de comunicación adecuados.
Por regla general, un MODEM da acceso a un único ordenador, sin embargo, los sistemas operativos actuales permiten que exista un ordenador servidor de acceso, que facilita que el resto de los equipos de la red se conecten con un proveedor de servicios de Internet.
2.2. Bridge
Estos dispositivos ya han sido tratados en el capítulo anterior, sus funcionalidades y tecnología son, por lo tanto, conocidas. Al situar un puente en cada una de las redes conectado a un MODEM, se puede filtrar en gran medida el tráfico que se va a dirigir a través de la conexión WAN, a la vez que permite mensajes de broadcast, algo que los enrutadores no permiten (salvo escasas excepciones).
Al existir una gran diferencia entre las velocidades de transmisión de las tecnologías WAN y LAN, un puente remoto (como son conocidos estos tipos de puente) debe contener un buffer interno (memoria de almacenamiento) que recoja la información de la red LAN y la transmita a través de la conexión WAN a menor velocidad.
Analogía:
El buffer haría las mismas funciones que un embudo con una gran capacidad
que pudiera recoger gran cantidad de líquido, para irse vaciando poco a poco.
2.3. Enrutadores (Routers)
Podríamos definir al enrutador como el dispositivo básico de comunicación entre redes. Un enrutador es un dispositivo inteligente (similar a una computadora) que determina la trayectoria a lo largo de la cual se puede establecer un enlace, y transmite los paquetes a lo largo de dicha trayectoria. Mientras que los conmutadores y concentradores tienen puertos donde se conectan los equipos independientes, los enrutadores tienen interfaces a las que se conectan los segmentos LAN.
Es un dispositivo de entrada y salida que, a través de un interfaz (puerto), enlaza distintas redes. Este interfaz es físico, es decir, se debe emplear un medio de interconexión (cable, microondas, etc). Esta interconexión permite el paso de información en forma de datagramas de una red a otra, ofreciendo un servicio de calidad, ya que busca el mejor camino por el que dirigir el datagrama para llegar a su destino.
Los routers trabajan en la capa de red (capa 3) y utilizan las direcciones IP (direcciones de red) de los mensajes para dirigir el tráfico. Básicamente lo que hace un enrutador es mover paquetes de datos entre segmentos LAN adjuntos.
Nota:
Cuando intentamos enviar un mensaje de correo, visitar una página web, etc. los datos que se transmiten por la red deben ser fragmentados para facilitar su transmisión. Este proceso, mejorado con la inclusión de una serie de bits que permiten averiguar la dirección IP de destino y de origen de cada uno de los fragmentos en los que se ha dividido el mensaje, se conoce como la conmutación de paquetes.
De esta forma, se consigue que por un mismo segmento de red puedan circular “simultáneamente” datos enviados desde distintos host. Además, se evita que el deterioro de una parte de los datos, altere la recepción de toda la página o todo el mensaje de correo.
Dos ordenadores desean enviar un mensaje. Si el mensaje no se fragmenta, el primero que enviara los datos mantendría ocupada la red durante mucho tiempo si no se dividiera la información. Además, el mensaje se podría deteriorar y debería volver a enviarlo, lo que provocaría todavía más tiempo “comunicando” la línea. Sin embargo, si los mensajes se fragmentan en paquetes, se puede alternar entre uno y otro equipo el momento de enviar sus datos. Al ser paquetes más pequeños, si uno se deteriora se puede reenviar sin problemas.
Esta técnica permite un uso optimizado de las líneas de comunicación entre redes. Sin embargo, todos estos paquetes deben ser conducidos a lo largo de distintas redes interconectadas en varios nodos. Estos nodos son los routers, que se encargan de averiguar hacia dónde se dirige un paquete de datos y darle el camino más adecuado.
Las funciones de un router son:
• Interconectar redes (física y lógica),
• Recibir los paquetes de datos y almacenarlos para distribuirlos progresivamente en
función de la situación de la red.
• Averiguar las direcciónes IP de las redes y host que están conectados a sus puertos
para realizar un envío óptimo de los paquetes.
• Evitar la congestión de las redes.
Estas funciones las realizan gracias a que disponen de una memoria con unas tablas de enrutamiento, donde se han almacenado las rutas más apropiadas para dirigir los datagramas a través de las “marañas” de redes interconectadas.
Suelen implementar interfaces diversos y, por regla general, emplean protocolo IP y tecnologías de acceso WAN (RDSI, ADSL, Frame Relay), haciendo de forma efectiva virtualmente compatibles a todos los equipos en la capa de red. Para comunicarse con otros routers utilizan protocolos de enrutamiento (RIP, IGRP, OSPF) o rutas estáticas. Como ya hemos destacado, aprenden automáticamente nuevas trayectorias y configuran la mejor
ruta entre dos máquinas.
En resumen, un router acepta paquetes de datos por uno de sus puertos y los envía por
otro en función de la dirección de red que tenga ese paquete de datos.
