Topologías y Arquitecturas de red LAN

TOPOLOGÍAS LAN

Tipos de topologías de LAN:

• Física: define el modo en que se conectan computadoras, impresoras y otros dispositivos a una red.
• Lógica: determina la forma en que los hosts se comunican a través de un medio (cable, ondas de aire).

Las topologías se representan como diagramas de red.

TOPOLOGÍAS FÍSICAS

Topología de bus
Cada computadora se conecta a un cable común que conecta una computadora a la siguiente, tiene un casquillo en el extremo llamado terminador que evita que las señales reboten y provoquen errores en la red.

Topología de ring
Los hosts se conectan en un círculo o anillo físico. Como esta topología no tiene principio ni final, el cable no precisa terminadores. Una trama con formato especial, denominada token, viaja alrededor del anillo y se detiene en cada host. Si un host desea transmitir datos, debe conocer los datos y la dirección de destino a la trama, esta se desplaza alrededor del anillo hasta que se detiene en el host de destino que extrae los datos de la trama.

Topología de estrella
Tiene un punto de conexión central, que generalmente es un dispositivo como un hub, un switch o un router. Cada host de la red tiene un segmento de cable que conecta el host directamente con el punto de conexión central. La ventaja de esta topología reside en la facilidad de resolución de problemas. Cada host está conectado al dispositivo central con su propio cable. Si se presenta un problema en dicho cable, sólo ese host se ve afectado. El resto de la red continúa en funcionamiento.

Topología de estrella extendida o jerárquica
Es una red en estrella con un dispositivo de red adicional conectado al dispositivo de red principal. Por lo general, un cable de red se conecta a un hub y, luego, los otros hubs se conectan al primer hub. Las redes más grandes, como las de grandes empresas o universidades, utilizan esta topología.

Topología de malla
Conecta todos los dispositivos entre sí. Cuando todos los dispositivos están interconectados, la falla de un cable no afecta a la red. La topología de malla se utiliza en redes WAN que interconectan redes LAN.

TOPOLOGÍAS LÓGICAS

Los tipos más comunes son:

Topología de broadcast

Cada host direcciona cualquiera de los datos a un host específico o a todos los host conectados a la red. No hay un orden preestablecido que los hosts deban seguir para utilizar la red: los datos se transmiten en la red por orden de llegada.

Paso de tokens

Controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host, y el proceso se repite. ARQUITECTURAS LAN La arquitectura LAN se crea en torno a una topología y comprende todos los componentes que forman la estructura de un sistema de comunicación (hardware, el software, los protocolos y la secuencia de operaciones). Ethernet Se basa en el estándar IEEE 802.3 que especifica que una red emplea el método de control de acceso denominado Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD). En CSMA/CD, los hosts acceden a la red mediante el método de topología de broadcast de orden de llegada para la transmisión de datos. Ethernet emplea una topología lógica de broadcast o bus y una topología física de bus o de estrella. A medida que las redes se amplían, la mayoría de las redes Ethernet se implementan mediante una topología de estrella jerárquica o extendida. Las velocidades estándar de transferencia son 10 Mbps y 100 Mbps, pero los estándares nuevos proponen Gigabit Ethernet, que puede alcanzar velocidades de hasta 1000 Mbps (1 Gbps). Token Ring Se conoce como un anillo cableado en forma de estrella ya que el aspecto externo del diseño de la red es una estrella. Las computadoras se conectan a un hub central, denominado unidad de acceso de estación múltiple (MSAU). Sin embargo, en el interior del dispositivo, el cableado forma una ruta circular de datos que crea un anillo lógico. El anillo lógico se crea debido a que el token viaja fuera de un puerto MSAU a una computadora. Si la computadora no tiene datos para enviar, el token se envía nuevamente al puerto MSAU y luego hacia el puerto siguiente, hasta la próxima computadora. Este proceso continúa para todas las computadoras y, por lo tanto, se asemeja a un anillo físico. FDDI Es un tipo de red Token Ring. Su implementación y topología difieren de la arquitectura LAN Token Ring de IBM. Se utiliza frecuentemente para conectar varios edificios en un complejo de oficinas o en una ciudad universitaria. Se ejecuta en cable de fibra óptica. Combina el rendimiento de alta velocidad con las ventajas de la topología de ring de paso de tokens. FDDI se ejecuta a 100 Mbps en una topología de anillo doble. El anillo externo se denomina anillo principal y el anillo interno se denomina anillo secundario. Normalmente, el tráfico circula sólo en el anillo principal. Si se produce un error en el anillo principal, los datos circulan automáticamente en el anillo secundario en la dirección opuesta. Un anillo dual de FDDI admite un máximo de 500 computadoras por anillo. La distancia total de cada longitud del anillo de cable es de 100 km (62 millas). Cada 2 km (1,2 millas), se precisa un repetidor, que es un dispositivo que regenera las señales. En los últimos años, muchas redes token ring fueron reemplazadas por redes Ethernet más veloces.

COMPONENTES FÍSICOS DE UNA RED

El dispositivo que se utilice para conectar la red dependerá de la cantidad de dispositivos que se conecten, el tipo de conexiones que utilicen y la velocidad a la que funcionen. 

DISPOSITIVOS DE RED ESPECIALIZADOS

Hubs
Dispositivos que extienden el alcance de una red al recibir datos en un puerto y, luego, al regenerar los datos y enviarlos a todos los demás puertos. Con este preceso, todo el tráfico de un dispositivo conectado al hub se envía a todos los demás conectados al hub cada vez que este transmite datos. Esto genera gran cantidad de tráfico en la red. También son llamados concentradores porque actúan como punto de conexión central para una LAN.

Puentes y switches 
Los archivos se descomponen en pequeñas piezas de datos (paquetes) antes de ser transmitidos a través de la red. La información de dirección se agrega al comienzo y al final de los paquetes antes de su transmisión. El paquete, junto con la información de dirección, se denomina trama.
Las LAN generalmente se dividen en secciones llamadas segmentos, los límites de estas se definen con un dispositivo que se utiliza para filtrar el tráfico de la red llamado puente. Los puentes llevan un registro de todos los dispositivos en cada segmento al cual está conectado el puente. Cuando el puente recibe una trama, examina la dirección de destino a fin de determinar si la trama debe enviarse a un segmento distinto o si debe descartarse. El puente ayuda a mejorar el flujo de datos, ya que mantiene las tramas confinadas sólo al segmento al que pertenece la trama.
Los switches también se denominan puentes multipuerto. Es posible que un puente típico tenga sólo dos puertos para unir dos segmentos de la misma red. Un switch tiene varios puertos, según la cantidad de segmentos de red que se desee conectar y genera una tabla de las direcciones MAC de las computadoras que están conectadas a cada puerto. Cuando una trama llega a un puerto, el switch compara la información de dirección de la trama con su tabla de direcciones MAC. Luego, determina el puerto que se utilizará para enviar la trama.

Routers 
Son dispositivos que conectan redes completas entre sí, utilizan direcciones IP para enviar tramas a otras redes. Un router puede ser una computadora con un software de red especial instalado o un dispositivo creado por fabricantes de equipos de red. Los routers contienen tablas de direcciones IP junto con las rutas de destino óptimas a otras redes.

  Puntos de acceso inalámbrico
Proporcionan acceso de red a los dispositivos inalámbricos. El punto de acceso inalámbrico utiliza ondas de radio para comunicarse con radios en computadoras, PDA y otros puntos de acceso inalámbrico. Un punto de acceso inalámbrico tiene un alcance de cobertura limitado. Las grandes redes precisan varios puntos de acceso para proporcionar una cobertura inalámbrica adecuada.

Dispositivos multipropósito Existen dispositivos de red que realizan más de una función. Resulta más cómodo adquirir y configurar un dispositivo que satisfaga todas sus necesidades que comprar un dispositivo para cada función. Esto resulta más evidente para el usuario doméstico. Para el hogar, el usuario preferiría un dispositivo multipropósito antes que un switch, un router y un punto de acceso inalámbrico.    CABLES DE RED   Par trenzado  Es un tipo de cableado de cobre que se utiliza para las comunicaciones telefónicas y la mayoría de las redes Ethernet. Un par de hilos forma un circuito que transmite datos, está trenzado para proporcionar protección contra crosstalk, que es el ruido generado por pares de hilos adyacentes en el cable, están envueltos en un aislamiento de plástico con codificación de color y trenzados entre sí. Un revestimiento exterior protege los paquetes de pares trenzados. Cuando circula electricidad por un hilo de cobre, se crea un campo magnético alrededor. Un circuito tiene dos hilos y, en un circuito, los dos hilos tienen campos magnéticos opuestos. Cuando los dos hilos del circuito se encuentran uno al lado del otro, los campos magnéticos se cancelan mutuamente. Esto se denomina efecto de cancelación. Sin el efecto de cancelación, las comunicaciones de la red se ralentizan debido a la interferencia que originan los campos magnéticos. Tipos básicos de cables de par trenzado: Par trenzado no blindado (UTP): Tiene dos o cuatro pares de hilos, sólo con el efecto de cancelación producido por los pares trenzados de hilos que limita la degradación de la señal que causa la interfaz electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI). El cableado UTP es más comúnmente utilizado en redes, tienen un alcance de 100 m (328 ft). Par trenzado blindado (STP): Cada par de hilos está envuelto en un papel metálico para aislar mejor los hilos del ruido. Los cuatro pares de hilos están envueltos juntos en una trenza o papel metálico. El cableado STP reduce el ruido eléctrico desde el interior del cable. Asimismo, reduce la EMI y la RFI desde el exterior del cable. Aunque el STP evita la interferencia de manera más eficaz que el UTP, STP es más costoso debido al blindaje adicional y es más difícil de instalar debido a su grosor. Además, el revestimiento metálico debe estar conectado a tierra en ambos extremos. Si no está conectado a tierra correctamente, el blindaje actúa como una antena que recoge las señales no deseadas. El STP se utiliza principalmente fuera de América del Norte. Clasificación en categorías  Se basan en dos factores: La cantidad de hilos que contiene el cable. La cantidad de trenzas de dichos hilos. La Categoría 3 es el cableado que se utiliza para los sistemas de telefonía y para LAN Ethernet a 10 Mbps, tiene cuatro pares de hilos. La Categoría 5 y la Categoría 5e tienen cuatro pares de hilos con una velocidad de transmisión de 100 Mbps, son los cables de red más comúnmente utilizados. El cableado Categoría 5e tiene más trenzas por pie que el de Categoría 5. Estas trenzas adicionales contribuyen a evitar la interferencia de fuentes externas y de otros hilos que se encuentran dentro del cable. Algunos cables Categoría 6 tienen un divisor plástico para separar los pares de hilos, lo que evita la interferencia. Los pares también tienen más trenzas que los del cable Categoría 5e.  Cable coaxial  Es un cable con núcleo de cobre envuelto en un blindaje grueso. Conecta computadoras en una red.  Tipos de cable coaxial: Thicknet o 10BASE5: se utilizaba en redes y funcionaba a 10 megabits por segundo con una longitud máxima de 500 m. Thinnet 10BASE2: se utilizaba en redes y funcionaba a 10 megabits por segundo con una longitud máxima de 185 m. RG-59: El más comúnmente utilizado para la televisión por cable en los Estados Unidos. RG-6: Cable de mayor calidad que RG-59, con más ancho de banda y menos propensión a interferencia. Cable de fibra óptica  Una fibra óptica es un conductor de cristal o plástico que transmite información mediante el uso de luz. El cable de fibra óptica tiene una o más fibras ópticas envueltas en un revestimiento. Debido a que está hecho de cristal, no se ve afectado por la interferencia electromagnética ni por la interferencia de radiofrecuencia. Todas las señales se transforman en pulsos de luz para ingresar al cable y se vuelven a transformar en señales eléctricas cuando salen de él. Esto implica que el puede emitir señales que son más claras, llegar más lejos y tener más ancho de banda. Puede alcanzar distancias de varias millas o kilómetros antes de que la señal deba regenerarse, es generalmente más costoso que el cable de cobre, y los conectores son más costosos y difíciles de ensamblar. Los conectores comunes para las redes de fibra óptica son SC, ST y LC. Estos tres tipos de conectores de fibra óptica son half-duplex, lo que permite que los datos circulen en una sola dirección. Por lo tanto, se precisan dos cables. Tipos de cable de fibra óptica de cristal: Multimodo: tiene un núcleo más grueso que el cable monomodo. Es más fácil de realizar, puede usar fuentes de luz (LED) más simples y funciona bien en distancias de hasta unos pocos kilómetros. Monomodo: tiene un núcleo muy delgado. Es más difícil de realizar, usa láser como fuente de luz y puede transmitir señales a docenas de kilómetros con facilidad.

PROBLEMAS Y SOLUCIONES COMUNES DE IMPRESORAS Y ESCÁNERES

Los problemas de las impresoras o de los escáneres pueden atribuirse a problemas de hardware, software o redes, o bien a alguna combinación de los tres. Usted resolverá algunos tipos de problemas de impresoras y escáneres con más frecuencia que otros. 

RESOLUCIÓN DE PROBLEMAS DE IMPRESORAS Y ESCÁNERES

Proceso de resolución de problemas es reunir los datos del cliente.

• ¿Que problemas está experimentando en la impresora o el escáner?
• ¿Qué software o hardware ha instalado recientemente?
• ¿Qué estaba haciendo cuando se identificó el problema?
• ¿Qué mensajes de error recibió?
• ¿Qué tipo de conexión está empleando la impresora o el escáner?

Una vez que haya hablado con el cliente, deberá verificar las cuestiones obvias. 

• Conexiones sueltas de cable
• Atascos del papel
• Alimentación del equipo
• Advertencia de bajo nivel de tinta
• Falta de papel
• Errores en la pantalla del equipo
• Errores en la pantalla de la computadora
• 
  

Una vez que las cuestiones obvias se hayan verificado, pruebe con algunas soluciones rápidas. 

• Reinicie la impresora o el escáner
• Desconecte los cables y vuelva a conectarlos
• Reinicie la computadora
• Verifique la existencia de atascos de papel
• Vuelva a colocar el papel en las bandejas
• Abra y cierre las bandejas
• Asegúrese de que la puertas de la impresora estén cerradas

Si las soluciones rápidas no solucionan el problema, siga con el Paso 4, para reunir datos de la computadora.

• Verifique que la impresora esté configurada como la impresora por defecto
• Verifique que se estén ejecutando los servicios correctos
• Verifique la existencia de problemas en el Administrador de Dispositivos
• Verifique que la impresora esté configurada correctamente

En este momento, tendrá la información necesaria para evaluar el problema, buscar e implementar las soluciones posibles. Recursos para soluciones posibles.

• Experiencia en resolución de problemas
• Otros técnicos
• Búsqueda en Internet
• Grupos de noticias
• Preguntas frecuentes del fabricante
• Manuales de la computadora
• Manuales de dispositivos
• Foros en línea
• Sitios Web técnicos

Una vez solucionado el problema de la impresora o del escáner, concluir con el cliente.

• Analice con el cliente la solución implementada
• Haga que el cliente verifique que el problema esté solucionado
• Proporcione toda la documentación al cliente
• Documente en la orden de trabajo y en el diario del técnico los pasos realizados para solucionar el problema
• Documente todos los componentes utilizados en la reparación
• Documente el tiempo que llevó resolver el problema

Técnicas de mantenimiento preventivo para impresoras y escáneres

IMPRESORA

Las impresoras tienen muchas partes móviles y precisan un mayor nivel de mantenimiento que la mayoría de los demás dispositivos electrónicos, producen impurezas, y éstas se alojan en los componentes internos. Con el transcurso del tiempo, es posible que la impresora no funcione correctamente si no se quitan las impurezas. Puede encontrar el programa de mantenimiento de una impresora en el manual o en el sitio Web del fabricante.

PRECAUCIÓN: Asegúrese de desconectar la impresora de la fuente de energía eléctrica antes de comenzar cualquier tipo de mantenimiento.

Observe las pautas del fabricante relacionadas con la limpieza de los siguientes componentes de una impresora o de un escáner:

• Superficies de los rodillos de la impresora
• Mecanismos de administración de papel de la impresora y del escáner

El tipo y la calidad del papel y de la tinta utilizados pueden afectar la vida útil de la impresora:

Selección de papel: el papel de alta calidad le permite garantizar que la impresora funcione de manera eficaz y durante un tiempo prolongado. Existen muchos tipos de papel para impresoras, incluso para impresoras láser y de inyección de tinta. El fabricante de la impresora puede recomendar el tipo de papel que se debe utilizar para lograr los mejores resultados. Algunos papeles, en especial el papel fotográfico y las transparencias, tienen un lado correcto y uno incorrecto. Cargue el papel de acuerdo con las instrucciones del fabricante.

Selección de tinta: el fabricante recomendará la marca y el tipo de tinta que debe utilizarse. Si se instala el tipo de tinta incorrecto, es posible que la impresora no funcione o que disminuya la calidad de la impresión. Evite recargar los cartuchos de tinta, ya que pueden producirse derrames de tinta.

ESCÁNER

La superficie del escáner se debe mantener limpia. Si el cristal se ensucia, consulte el manual del usuario para obtener las recomendaciones de limpieza del fabricante. Para evitar que se vierta líquido en el interior del chasis del escáner, no rocíe el limpiador de vidrios directamente sobre el dispositivo. Humedezca un paño con el limpiador y, luego, páselo suavemente sobre el cristal.

Si se ensucia el interior del cristal, consulte el manual para obtener instrucciones sobre cómo abrir la unidad o extraer el cristal del escáner. De ser posible, limpie cuidadosamente los dos lados del cristal y vuelva a colocarlo de la forma en que estaba originalmente instalado en el escáner. Cuando no utilice el escáner, mantenga cerrada la tapa. En el caso del escáner de mano, colóquelo en un lugar seguro. Asimismo, nunca coloque objetos pesados sobre el escáner, ya que puede dañar el chasis o las partes internas.

Proceso de instalación y configuración de los escáneres

Cuando compre un escáner, el fabricante generalmente le proporcionará la información de instalación y configuración. Con el escáner, se incluirá un CD de instalación que contendrá controladores, manuales y software de diagnóstico. También podrá descargar estas herramientas desde el sitio Web del fabricante.

Cómo se debe alimentar y conectar un escáner

Se pueden conectar a una computadora con una interfaz de puerto USB, FireWire, de red o paralelo o con una interfaz SCSI.

Los que estan incorporados a un dispositivo multifunción deben conectarse directamente a una toma de corriente de pared de CA. Otros pueden obtener alimentación eléctrica por medio de un conector USB o FireWire.

Después de desembalar el escáner, conecte los cables de alimentación y de datos correspondientes. Utilice la documentación del escáner como guía, o bien consulte el sitio Web del fabricante para obtener instrucciones.

Instalación y la actualización del controlador del dispositivo

Una vez conectado e iniciado el escáner, el sistema operativo de la computadora detectará el escáner mediante el proceso PnP y puede instalar automáticamente un controlador.

Después instale el software del controlador que el fabricante suministre. Este controlador generalmente es más actual que los controladores instalados en las computadoras. También puede ofrecer más funciones que el controlador básico de Windows.

Puede instalar los controladores desde el sitio Web del fabricante para obtener funciones adicionales, herramientas de diagnóstico y utilidades para la resolución de problemas. Descargue el software del sitio Web del fabricante y siga las instrucciones indicadas para instalar el software y las utilidades para su escáner. Algunos elementos de software de escaneo descargarán e instalarán automáticamente actualizaciones de software, controladores o firmware. Siga las instrucciones que suministre la utilidad de actualización para instalar estos archivos.

Opciones de configuración y los valores por defecto

Los escáneres tienen opciones de configuración y valores por defecto que varían según los diversos modelos y fabricantes. Un escáner puede estar incluido en un paquete básico de software de edición gráfica para editar fotografías y otras imágenes. Los paquetes de software de edición pueden incluir software OCR que permite manipular el texto de una imagen escaneada como texto. Algunas opciones de configuración que puede incluir un escáner: Escaneo en color, en escala de grises o en blanco y negro Escaneo rápido en su selección de software Opciones de calidad y resolución Alimentadores de papel La calibración de color entre los dispositivos es de gran importancia para que pueda ver representaciones verdaderas de color. Para calibrar un escáner, escanee un gráfico que contenga colores específicos. Una aplicación de calibración instalada en la computadora compara la producción del escáner con los colores conocidos del gráfico de ejemplo en la pantalla. El software ajustará el color del escáner en consecuencia. Cuando su escáner, su monitor y su impresora tratan los mismos colores del mismo modo, la imagen que imprime coincide con la imagen que escanea.

Dispositivos multifunción

Un dispositivo multifunción combina las funciones de varios dispositivos en un solo elemento físico de hardware. Los dispositivos pueden incluir lectores de tarjetas multimedia y discos duros para almacenamiento. Por lo general incluyen: Escáner Impresora Copiadora Fax Se utilizan en entornos de oficinas domésticas o donde el espacio es limitado, con una computadora, pero pueden funcionar de manera independiente para copiar y enviar documentos por fax.