Nodos de Red

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Nodos de red

1. Introduccion

Al momento de definir un nodo de red podemos decir, sin profundizar en sus diferentes características, que es un punto de conexión de la red, estas características de cada nodo determinan si se forman redes grandes o pequeñas.

Así mismo cada nodo de red cuenta con una dirección IP, esta dirección puede ser provista de forma manual, por el administrador de red, o de forma automáticamente por un DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol).

Además cada nodo de red tiene las siguientes características:

1. Es un punto de conexión, se por redistribución (router, switch, Gateway) o de destino (computadoras, servidores) para la transmisión de datos.
2. Si es una red WAN (Wide Area Network) o LAN (Local Area Network), todo nodo de red debe tener una dirección IP.
3. Cualquier dispositivo conectado a la red de computadoras puede ser un nodo de red y que cumpla con los anteriores puntos puede ser un nodo de red. Estos dispositivos pueden ser computadoras, servidores, celulares inteligentes, impresoras e incluso un equipo que no sea de cómputo pero que tenga la capacidad de conectarse a dicha red por ejemplo un refrigerador inteligente que pueda ser administrado desde otro nodo de esta red.

1. Marco teórico

Para proporcionar una idea de lo que en conjunto son los nodos de red, debemos proporcionar por separado la objetivo, funcionamiento y operación de cada uno de los siguientes nodos de red.

1. switch

Un conmutador (switch) es un puente con múltiples puertos, es decir que es un elemento activo que trabaja en el nivel 2 del modelo OSI. El conmutador analiza las tramas que ingresan por sus puertos de entrada y filtra los datos para concentrarse solamente en los puertos correctos (esto se denomina conmutación o redes conmutadas). Por consiguiente, el conmutador puede funcionar como puerto cuando filtra los datos y como concentrador (hub) cuando administra las conexiones.

Funcionamiento

El switch utiliza un mecanismo de filtrado y de conmutación que redirige el flujo de datos a los equipos más apropiados, en función de determinados elementos que se encuentran en los paquetes de datos. Un conmutador de nivel 4, que funciona en la capa de transporte del modelo OSI, inspecciona las direcciones de origen y de destino de los mensajes y crea una tabla que le permite saber qué equipo está conectado a qué puerto del conmutador (en general, el proceso se realiza por autoaprendizaje, es decir automáticamente, aunque el administrador del conmutador puede realizar ajustes complementarios Una vez que conoce el puerto de destino, el conmutador sólo envía el mensaje al puerto correcto y los demás puertos quedan libres para otras transmisiones que pueden llevarse a cabo de manera simultánea. Por consiguiente, cada intercambio de datos puede ejecutarse a la velocidad de transferencia nominal (más uso compartido de ancho de banda) sin colisiones. El resultado final será un aumento significativo en el ancho de banda de la red (a una velocidad nominal equivalente). Los conmutadores más avanzados, denominados conmutadores de nivel 7 (que corresponden a la capa de aplicación del modelo OSI), pueden redirigir los datos en base a los datos de aplicación avanzada contenidos en los paquetes de datos, como las cookies para el protocolo HTTP, el tipo de archivo que se envía para el protocolo FTP, etc. Por esta razón, un conmutador de nivel 7 puede, por ejemplo, permitir un equilibrio de carga al enrutar el flujo de datos que entra en la empresa hacia a los servidores más adecuados: los que poseen menos carga o que responden más rápido.

Funciones:

• Actúa como un filtro y optimiza el rendimiento de las redes de área local.
• Conserva las direcciones MAC de los equipos a los que puede llegar desde cada uno de sus puertos.
• Segmentar la red mediante el uso de VLANs.

Clasificación por direccionamiento de tramas:

• Store-and-Forward: Los switchs Store-and-Forward guardan cada trama en un búfer antes del intercambio de información hacia el puerto de salida. Mientras la trama está en el búfer, el switch calcula el CRC y mide el tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy grande la trama es descartada. Si todo se encuentra en orden es encaminada hacia el puerto de salida.
• Cut-Through: Los switchs cut-through fueron diseases para reducer esta latencia. Esos switches minimizan el delay leyendo sólo los 6 primeros bytes de datos de  la  trama,  que  contiene  la  dirección  de  destino  MAC,  e  inmediatamente  la encaminan.
• Adaptative  Cut-Through:  Son  los  switchs  que  procesan  tramas  en  el  modo adaptativo  y  son  compatibles  tanto  con store-and-forward como  con cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el switch puede ser lo bastante inteligente como para escoger entre los dos métodos, basado en el número de tramas con error que pasan por los puertos.

1. Router

Un router es un dispositivo de red que permite el enrutamiento de paquetes entre redes independientes. Este enrutamiento se realiza de acuerdo a un conjunto de reglas que forman la tabla de enrutamiento. Es un dispositivo que opera en la capa 3 del modelo OSI y no debe ser confundido con un conmutador (capa 2). 

Funcionamiento

La función de enrutamiento trata las direcciones IP en función de sus direcciones de red definidas por la máscara de subred y las dirige de acuerdo al algoritmo de enrutamiento y su tabla asociada. Estos protocolos de enrutamiento son implementados de acuerdo a la arquitectura de nuestra red y los enlaces de comunicación entre los sitios y entre las redes.

Protocolos de enrutamiento

Los protocolos de enrutamiento permiten el intercambio de información dentro de un sistema autónomo.

Enrutamiento estático: Hosts y redes de tamaño reducido que obtienen las rutas de un enrutador predeterminado, y enrutadores predeterminados que sólo necesitan conocer uno o dos enrutadores.

Enrutamiento dinámico: Permite  a  los  encaminadores ajustar,  en  tiempo  real,  los  caminos  utilizados  para  transmitir  paquetes  IP.  Cada protocolo  posee  sus  propios  métodos  para  definir  rutas  (camino  más  corto,  utilizar rutas publicadas por pares, etc.).

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