Entorno físico red datos

Entorno Físico de una Red de Datos

Realizado por: Geovany Terán

Electrónica y Redes de Información

1

1. INTRODUCCIÓN:
Las redes de comunicaciones cumplen un papel fundamental en las diferentes empresas e
instituciones, permitiendo incrementar la productividad de las mismas gracias a la circulación
optimizada de la información. Ya que las redes de comunicaciones permiten la compartición de
recursos, servidores, acceso a internet, etc.

Una red de datos consiste en un medio de transmisión compartido y un conjunto de software y
hardware, para servir de interfaz entre dispositivos y el medio, regulando el orden de acceso al
mismo, lo que se desea lograr con estas redes es velocidades de transmisión de datos altas en
distancias relativamente cortas.

Al implementar una red LAN o WAN, varios conceptos claves se presentan por si mismos. Uno es la
elección del medio de transmisión, los cuales pueden ser par trenzado, coaxial, fibra óptica o
medios inalámbricos. Otro problema de diseño es como realizar el control de acceso, con un
medio compartido resulta necesario algún mecanismo para regular el acceso al medio de forma
eficiente y rápida. Los dos esquemas más comunes son CSMA/CD tipo Ethernet y anillo con paso
de testigo. El control de acceso al medio a su vez esta relacionado con la topología que adopte la
red, siendo las más usadas el anillo, la estrella y el bus.

De esta manera podemos decir que los aspectos tecnológicos principales que determinan la
naturaleza de una red de Datos son:

 Topología
 Medio de transmisión
 Técnica de control de acceso al medio

2

2. MARCO TEÓRICO
2.1 Topologías

Las topologías usuales en LAN son bus, anillo y estrella.

2.1.1 Topología en bus: Se caracteriza por el uso de un medio multipunto. En la topología en
bus, todas las estaciones se encuentran directamente conectadas, a través de interfaces
físicas apropiadas conocidas como tomas de conexión, a un medio de transmisión lineal o
bus.

El funcionamiento full-duplex entre la estación y la toma de conexión permite la
transmisión de datos a través del bus y la recepción de estos desde aquel. Una transmisión
desde cualquier estación se propaga a través del medio en ambos sentidos y es recibida
por el resto de las estaciones.

2.1.2 Topología en Estrella: En redes LAN con topología en estrella cada estación esta
directamente conectada a un modo central, generalmente a través de dos enlaces punto a
punto, uno para transmisión y otro para recepción.

En general existen dos alternativas para el funcionamiento del nodo central. Una es el
funcionamiento en modo de difusión, en el que la transmisión de la trama por parte de
una estación se transmite sobre todos los enlaces de salida del nodo central. En este caso
aunque la disposición física es una estrella, lógicamente funciona como un bus; una
transmisión desde cualquier estación es recibida por el resto de las estaciones y solo
puede transmitir una estación en un instante de tiempo dado.

2.1.3 Topología en anillo: En esta topología, la red consta de un conjunto de repetidores unidos
por enlaces punto a punto formando un bucle cerrado. Los enlaces son unidireccionales,
es decir, los datos se transmiten solo en un sentido de las agujas del reloj o en el contrario.

Como en el resto de las topologías los datos se transmiten en tramas. Una trama que
circula por el anillo pasa por las demás estaciones de modo que la estación destino
reconoce su dirección y copia la trama, mientras esta la atraviesa, en una memoria
temporal local. La trama continua circulando hasta que alcanza de nuevo la estación
origen donde es eliminada del nodo.

2.2 Medio de Transmisión – Cable UTP

El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos conductores son entrelazados
para cancelar las interferencias electromagnéticas (IEM) de fuentes externas y la diafonía de los
cables adyacentes.

El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los
cables, la cual determina el acoplamiento magnético en la señal, es reducida. En la operación de
balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales iguales y opuestas (modo diferencial), las

3

cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se cancela
mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a IEM similares.

La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por metro, forma parte de las
especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto mayor es el número de vueltas, mayor es la
atenuación de la diafonía. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de conexiones
telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y,
por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de IEM.

2.2.1 Estructura del cable: Este tipo de cable, está formado por el conductor interno el cual está
aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de este aislante existe otra capa de
aislante de polietileno la cual evita la corrosión del
cable debido a que tiene una sustancia antioxidante.

Es importante aclarar que habitualmente este tipo de
cable no se maneja por unidades, sino por pares y
grupos de pares, paquete conocido como cable
multipar. Todos los cables del multipar están trenzados
entre sí con el objeto de mejorar la resistencia de todo
el grupo hacia diferentes tipos de interferencia
electromagnética externa. Por esta razón surge la necesidad de poder definir colores para
los mismos que permitan al final de cada grupo de cables conocer qué cable va con cual
otro. Los colores del aislante están normalizados a fin de su manipulación por grandes
cantidades. Para Redes Locales los colores estandarizados son:

 Naranja/Blanco - Naranja
 Verde/Blanco - Verde
 Blanco/Azul - Azul
 Blanco/Marrón – Marrón

Cuando ya están fabricados los cables unitariamente y aislados, se trenzan según el color
que tenga cada uno. Los pares que se van formando se unen y forman subgrupos, estos se
unen en grupos, los grupos dan lugar a superunidades, y la unión de superunidades forma
el cable.

2.3 Tipos de cable par trenzado:

2.3.1 Cable de par trenzado apantallado (STP): En este tipo de cable, cada par va recubierto por
una malla conductora que actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su
impedancia es de 150 Ohm.

El nivel de protección del STP ante perturbaciones externas es mayor al ofrecido por UTP.
Sin embargo es más costoso y requiere más instalación. La pantalla del STP, para que sea
más eficaz, requiere una configuración de interconexión con tierra (dotada de continuidad
hasta el terminal), con el STP se suele utilizar conectores RJ49.

Es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su capacidad y sus

4

buenas características contra las radiaciones electromanéticas, pero el inconveniente es
que es un cable robusto, caro y difícil de instalar.

2.3.2 Cable de par trenzado con pantalla global (FTP): En este tipo de cable como en el UTP, sus
pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel
de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120
OHMIOS y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además,
puede utilizar los mismos conectores RJ45. Tiene un precio intermedio entre el UTP y STP.

2.3.3 Cable par trenzado no apantallado (UTP): El cable par trenzado más simple y empleado,
sin ningún tipo de pantalla adicional y con una impedancia característica de 100 Ohmios.
El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11,
DB25, DB11, etc.), dependiendo del adaptador de red.

Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo accesibilidad y fácil
instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con plástico PVC han demostrado
un buen desempeño en las aplicaciones de hoy. Sin embargo, a altas velocidades puede
resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas del medio ambiente.

2.4 CABLEADO ESTRUCTURADO

Estándar EIA/TIA-568B

Pretende definir los requerimientos mínimos que soportarán un ambiente multiproducto y
multiproveedor.

Fueron desarrollados para permitir la planificación e instalación de LAN’ssin conocer
específicamente que equipamientos serían instalados.
En particular, las definiciones asociadas a los parámetros técnicos de las redes son ampliamente
usadas.

Los estándares de la EIA/TIA se basan en 5 elementos claves:

 Cableado Horizontal

Estándar EIA/TIA-568B –Cableado Horizontal
Medio físico que va desde el conector de redes del muro a panel de conexiones.
Incluye el medio que va por los conductores horizontales.
La norma indica, por ejemplo, que deben ir dos cables por punto de red: uno para voz y otro para
datos. El de voz debe ser UTP de cuatro pares.
El de datos puede ser de cualquiera de los vistos anteriormente.

 Armarios de telecomunicaciones
 Cableado para troncales(backbone)
 Salas de equipos
 Áreas de trabajo

5

Análisis de cableado

Una vez instalado todo, es necesario verificar que tan buena es la conectividad entregada por el
medio instalado.
Para tener una buena instalación, no sólo se necesita materiales de buena calidad, sino además
seguir las normas que aseguran ciertos niveles de rendimiento mínimo.
Para verificar una instalación, se deben seguir los siguientes pasos:

 Dividir el sistema en unidades funcionales.
 Registrar cualquier síntoma.
 En base a los síntomas, determinar cuál es el elemento más susceptible a fallas.
 Sustituir o realizar pruebas adicionales para confirmar el elemento fallido.
 Si no se logra una confirmación, seguir con otro candidato.
 Si no se puede reparar el elemento fallido, reemplazarlo.

La IEEE y EIA/TIA han establecido estándares que permite evaluar si una red está operando a un
nivel aceptable después de la instalación. Si una red pasa el testy se certifica que cumple los
estándares, se puede definir un nivel operacional inicial que sirve como base.

Tener esas mediciones es importante porque éstas no son necesarias sólo al inicio, sino que deben
ser realizadas periódicamente para asegurar el funcionamiento óptimo todo el tiempo. Mediante
la comparación de las diversas mediciones se puede tener noción de la evolución en el tiempo (y
tomar medidas en caso de deterioro).

Como toda infraestructura física, está sujeta a deterioro, al clima y otros factores, además de
requerir prácticas de manutención.

Testers de Cable
Existen aparatos que se utilizan para verificar que una infraestructura opera según los estándares.
Los testersde cables permiten medir la capacidad general de un cable. Esto incluye determinar:

- Largo del cable
- Ubicar malas conecciones
- Medir la atenuación de la señal
- Detectar crosstalkcerca de las puntas
- Detectar pares cortados
- Realizar verificaciones de nivel de ruido
- Rastrear cables detrás de los muros.

Es importante medir la distancia del cable, pues afecta la habilidad de los dispositivos en la red
para compartir el medio, y además por la atenuación de señal.

2.5 Control de acceso al medio

Todas las LAN constan de un conjunto de dispositivos que deben compartir la capacidad de
transmisión de la red, de manera que se requiere algún método de control de acceso al medio con

6

objeto de hacer un uso eficiente de esta capacidad. Esta es la función del protocolo de control de
acceso al medio (MAC).

Los parámetros clave en cualquier técnica de control de acceso al medio son donde y como.

Donde se refiere a si el control se realiza en forma centralizada o distribuida. En un esquema
centralizado se diseña un controlador con la autoridad para conceder el acceso a la red. En una
red descentralizada, las estaciones realizan conjuntamente la función de control de acceso al
medio para determinar dinámicamente el orden en que transmitirán.

El segundo parámetro Como viene impuesto por la topología y es un compromiso entre factores
tales como el costo, prestaciones y complejidad. En general se pueden clasificar a las técnicas de
control de acceso como sincronías o asíncronas. Con las técnicas sincronías se dedica una
capacidad dada a la conexión, estas técnicas no son optimas para redes LAN dado que las
necesidades de las estaciones son imprescindibles. Es preferible por lo tanto tener la posibilidad
de reservar capacidad de forma asíncrona (dinámica) más o menos en respuesta a solicitudes
inmediatas. La aproximación asíncrona se puede subdividir en tres categorías: rotación circular,
reserva y competición (contención).

Con la rotación circular (token passing) a cada estación se le da la oportunidad de transmitir, ante
lo que la estación puede declinar la proposición o puede transmitir sujeta a un límite. En cualquier
caso cuando termina debe ceder el turno de transmisión a la siguiente estación.

Con las técnicas de contención no se realiza un control para determinar de quien es el turno, si no
que todas compiten por acceder al medio, esta es una técnica apropiada para el tráfico a ráfagas.

2.6 Ethernet Conmutada:

Los conmutadores agregan capacidad y velocidad a la red. Este tipo de red LAN utiliza estos
dispositivos para resolver los problemas que afectan a Ethernet y sus desventajas.

Las ventajas de la conmutación varían de red en red. Añadir un conmutador por vez primera tiene
implicaciones diferentes al simple aumento del número de puertos instalados. La comprensión de
los patrones de tráfico es muy importante para la conmutación - la meta es eliminar (o filtrar)
tanto tráfico como sea posible. Un conmutador instalado en una situación donde remite casi todo
el tráfico que recibe ayudará mucho menos que uno que filtre la mayor parte del tráfico.

Las redes que no están congestionadas pueden ser degradadas al añadir conmutadores. Los
retardos del procesador de paquetes, las limitaciones de memoria del conmutador, y las
retransmisiones resultantes, reducen las prestaciones si lo comparamos con una alternativa
basada en concentradores.

Los tiempos de respuesta de la red (las prestaciones de la red visibles desde el punto de vista del
usuario) sufren según se incrementa la carga de trabajo de la red, y bajo cargas pesadas los
pequeños aumentos en tráfico del usuario a menudo tienen como consecuencia disminuciones
significantes en las prestaciones. Esto es similar a la dinámica de las autopistas, en que como
resultado de cargas crecen las prestaciones hasta cierto punto, a partir del cual los aumentos
tienen como resultado el rápido deterioro de las prestaciones reales. En Ethernet, las colisiones

7

aumentan según la red se sobrecarga, y ello provoca retransmisiones y aumentos en la carga que
causa nuevas colisiones. La carga excesiva de la red resulta en un retraso considerable del tráfico.

2.6.1 Problemas afectan el desempeño de las redes Ethernet:
 La naturaleza de broadcast para la entrega de la trama de datos de las LAN
Ethernet/802.3
 El método de acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones
(CSMA/CD)
 Las aplicaciones multimedia con mayor demanda de ancho de banda
 La latencia normal de los dispositivos de capas 1, 2 y 3; y la agregada por los
repetidores
 La extensión de las redes Ethernet/802.3 con repetidores

2.6.2 Desventajas de las redes Ethernet:
 El método de acceso CSMA/CD no garantiza un tiempo de respuesta determinístico.
 El desempeño de la red está en función del número de dispositivos que se conecten.
 El tráfico no debe exceder el 40% de utilización del ancho de banda.
 Existen colisiones
 No son determinísticas
 Son half-duplex
 Usa broadcast
 Su rendimiento baja al aumentar el número de usuarios

2.6.3 Congestión de la red: Según se van agregando usuarios a una red compartida o según las
aplicaciones requieren más datos, las prestaciones se deterioran. Esto es debido a que
todos los usuarios en una red compartida entran en competencia por el bus Ethernet. Una
red Ethernet de 10 Mbps. moderadamente cargada puede sostener una utilización del
35% y prestaciones en el entorno de 2.5 Mbps. después de considerar la carga del
protocolo, tramos entre paquetes, y colisiones. Una red Fast Ethernet moderadamente
cargada comparte 25 Mbps. de datos reales, en las mismas circunstancias. Con Ethernet y
Fast Ethernet compartidos, la probabilidad de colisiones se incrementa según aumenta el
número de nodos y/o el tráfico en el dominio de colisión compartido.

Ethernet de por si, es un medio de comunicación compartido, por lo que hay reglas para
enviar los paquetes, evitar conflictos y proteger la integridad de los datos. Los nodos en
una red Ethernet envían paquetes cuando ellos determinan que la red no está en uso. Es
posible que dos nodos en situaciones diferentes pudieran intentar enviar datos al mismo
tiempo. Cuando ambos PC's están transfiriendo un paquete al mismo tiempo a la red, se
producirá una colisión. Ambos paquetes son retransmitidos y generando un problema de
tráfico. Minimizar las colisiones es un elemento crucial en la planificación y
funcionamiento de las redes. El incremento de las colisiones es a menudo el resultado de
demasiados usuarios o demasiado tráfico en la red, lo que produce mucha disputa por el
ancho de banda de la red. Esto puede disminuir las prestaciones de la red desde el punto
de vista de los usuarios. La segmentación, que consiste en la división de la red en pedazos
diferentes, unidos lógicamente mediante conmutadores o routers, reduce la congestión en
una red saturada.

8

La tasa de colisión mide el porcentaje de paquetes que provocan colisiones. Algunas
colisiones son inevitables, algo menos del 10% es frecuente en redes funcionando
adecuadamente.

La tasa de utilización es otra estadística ampliamente usada para indicar la salud de una
red. Una tasa de utilización por encima del 35% indicado anteriormente, pronostica
problemas potenciales. La utilización del 35% es casi óptima, pero algunas redes
experimentan tasas de utilización más altas o más bajas debido a factores como el tamaño
del paquete y la desviación de los picos de carga.

Se dice que un conmutador trabaja a "velocidad del cable" (wire speed) si tiene bastante
potencia de proceso para manejar la velocidad total que Ethernet permite para los
tamaños de paquete mínimos. La mayoría de los conmutadores en el mercado están por
delante de las capacidades de tráfico de la red y por tanto, soportan Ethernet a "velocidad
del cable", es decir, 14.480 pps (paquetes por segundo).

Lo qué produce la congestión es:
 Computadores más rápidos
 Las aplicaciones que hacen uso intensivo de la red
 Aplicaciones multimedia
 Aumento del número de usuarios de la red
 Aumento del tamaño de los archivos

Para aliviar la congestión:
 Se necesita más ancho de banda
 usar con más eficiencia el ancho de banda disponible

2.6.4 Qué es un Conmutador: Los conmutadores ocupan el mismo lugar en la red que los
concentradores. A diferencia de los concentradores, los conmutadores examinan cada
paquete y lo procesan en consecuencia en lugar de simplemente repetir la señal a todos
los puertos. Los conmutadores trazan las direcciones Ethernet de los nodos que residen en
cada segmento de la red y permiten sólo el tráfico necesario para atravesar el
conmutador. Cuando un paquete es recibido por el conmutador, el conmutador examina
las direcciones hardware (MAC) fuente y destino y las compara con una tabla de
segmentos de la red y direcciones. Si los segmentos son iguales, el paquete se descarta
("se filtra"); si los segmentos son diferentes, entonces el paquete es "remitido" al
segmento apropiado. Además, los conmutadores previenen la difusión de paquetes
erróneos al no remitirlos.

El filtrado de paquetes, y la regeneración de paquetes remitidos permite a la tecnología de
conmutación dividir una red en dominios de colisión separados. La regeneración de
paquetes permite diseñar redes de mayores distancias y más nodos, y disminuyen
drásticamente los ratios de colisión globales. En redes conmutadas, cada segmento es un
dominio de colisión independiente. En redes compartidas todos los nodos residen en un
sólo gran dominio de colisión compartido.

2.6.5 Estrategias de conmutación LAN: Existen al menos dos grandes tipos:

9

 Almacenamiento y envío (Store and Forward): Recibe toda la trama hasta verificar con
el FCS que aquella no tiene errores y luego retransmite. Es el más lento de los
métodos, introduce un retardo por latencia que depende del tamaño de la trama (64
a1518 bytes)

 Fast switching
o Corte (cut-through): Recibe los primeros 14 bytes de la trama hasta leer la
dirección MAC del destino y luego retransmite. Es el más rápido de los
métodos de conmutación

o Libre de fragmentos (Fragment free): Recibe los primeros 64 bytes y verifica
que no haya habido colisiones antes de retransmitir. Introduce una latencia o
retardo medio correspondiente a 64 bytes.
2.7 Switches y Routers

2.7.1 Especificaciones del Switch: Un switch es un dispositivo de propósito especial diseñado
para resolver problemas de rendimiento en la red, debido a anchos de banda pequeños y
embotellamientos. El switch puede agregar mayor ancho de banda, acelerar la salida de
paquetes, reducir tiempo de espera y bajar el costo por puerto. Opera en la capa 2 del
modelo OSI y reenvía los paquetes en base a la dirección MAC.

El switch segmenta económicamente la red dentro de pequeños dominios de colisiones,
obteniendo un alto porcentaje de ancho de banda para cada estación final. No están
diseñados con el propósito principal de un control íntimo sobre la red o como la fuente
última de seguridad, redundancia o manejo.

Al segmentar la red en pequeños dominios de colisión, reduce o casi elimina que cada
estación compita por el medio, dando a cada una de ellas un ancho de banda
comparativamente mayor.

2.7.2 Especificaciones del Router: Un ruteador (router) es un dispositivo de propósito general
diseñado para segmentar la red, con la idea de limitar tráfico de brodcast y proporcionar
seguridad, control y redundancia entre dominios individuales de brodcast, también puede
dar servicio de firewall y un acceso económico a una WAN.

El ruteador opera en la capa 3 del modelo OSI y tiene más facilidades de software que un
switch. Al funcionar en una capa mayor que la del switch, el ruteador distingue entre los
diferentes protocolos de red, tales como IP, IPX, AppleTalk o DECnet. Esto le permite hacer
una decisión más inteligente que al switch, al momento de reenviar los paquetes.

El ruteador realiza dos funciones básicas:

 El ruteador es responsable de crear y mantener tablas de ruteo para cada capa de
protocolo de red, estas tablas son creadas ya sea estáticamente o dinámicamente.

De esta manera el ruteador extrae de la capa de red la dirección destino y realiza una

10

decisión de envío basado sobre el contenido de la especificación del protocolo en la
tabla de ruteo.

 La inteligencia de un ruteador permite seleccionar la mejor ruta, basándose sobre
diversos factores, más que por la dirección MAC destino. Estos factores pueden incluir
la cuenta de saltos, velocidad de la línea, costo de transmisión, retraso y condiciones
de tráfico. La desventaja es que el proceso adicional de procesado de frames (tramas)
por un ruteador puede incrementar el tiempo de espera o reducir el desempeño del
ruteador cuando se compara con una simple arquitectura de switch.

2.7.3 Donde usar Switch: Uno de los principales factores que determinan el éxito del diseño de
una red, es la habilidad de la red para proporcionar una satisfactoria interacción entre
cliente/servidor, pues los usuarios juzgan la red por la rapidez de obtener un prompt y la
confiabilidad del servicio.

Hay diversos factores que involucran el incremento de ancho de banda en una LAN:

 El elevado incremento de nodos en la red.
 El continuo desarrollo de procesadores más rápidos y poderosos en estaciones de
trabajo y servidores.
 La necesidad inmediata de un nuevo tipo de ancho de banda para aplicaciones
intensivas cliente/servidor.
 Cultivar la tendencia hacia el desarrollo de granjas centralizadas de servidores para
facilitar la administración y reducir el número total de servidores.

La regla tradicional 80/20 del diseño de redes, donde el 80% del tráfico en una LAN
permanece local, se invierte con el uso del switch.

Los switches resuelven los problemas de anchos de banda al segmentar un dominio de
colisiones de una LAN, en pequeños dominios de colisiones.

2.7.4 Donde usar un ruteador: Las funciones primarias de un ruteador son:

 Segmentar la red dentro de dominios individuales de brodcast.
 Suministrar un envío inteligente de paquetes.
 Soportar rutas redundantes en la red.

Aislar el tráfico de la red ayuda a diagnosticar problemas, puesto que cada puerto del
ruteador es una subred separada, el tráfico de los brodcast no pasaran a través del
ruteador.

Otros importantes beneficios del ruteador son:

 Proporcionar seguridad a través de sofisticados filtros de paquetes, en ambiente LAN y
WAN.
 Consolidar el legado de las redes de mainframe IBM, con redes basadas en PCs a
través del uso de Data Link Switching (DLSw).

11

 Permitir diseñar redes jerárquicas, que deleguen autoridad y puedan forzar el manejo
local de regiones separadas de redes internas.
 Integrar diferentes tecnologías de enlace de datos, tales como Ethernet, Fast Ethernet,
Token Ring, FDDI y ATM.

2.7.5 Segmentación de la red: Probablemente el área de mayor confusión sobre switch y
ruteador, es su habilidad para segmentar la red y operar en diferentes capas del modelo
OSI, permitiendo así, un tipo único de diseño de segmentación.

2.7.6 Segmentando LANs con Switch: Podemos definir una LAN como un dominio de colisiones,
donde el switch esta diseñado para segmentar estos dominios en dominios más pequeños.
Puede ser ventajoso, pues reduce el número de estaciones a competir por el medio.

2.7.7 Segmentando Subredes con Ruteadores: Una subred es un puente o un switch compuesto
de dominios de broadcast con dominios individuales de colisión. Un ruteador esta
diseñado para interconectar y definir los limites de los dominios de broadcast.

2.7.8 Seleccionando un Switch o un Ruteador para Segmentar: Al trabajar un ruteador en la
capa 3 del modelo OSI, puede también ejecutar funciones de la capa 2, es decir el ruteador
crea dominios de broadcast y de colisiones separados en cada interface. Esto significa que
tanto el switch como el ruteador pueden usarse para segmentar una LAN y adicionar
ancho de banda.

Entonces, la selección más óptima para el diseño de la red

 Si la aplicación requiere soporte para rutas redundantes, envío inteligente de paquetes
o accesar la WAN, se debe seleccionar un ruteador.
 Si la aplicación sólo requiere incrementar ancho de banda para descongestionar el
tráfico, un switch probablemente es la mejor selección.

Dentro de un ambiente de grupos de trabajo, el costo interviene en la decisión de instalar
un switch o un ruteador y como el switch es de propósito general tiene un bajo costo por
puerto en comparación con el ruteador.

Además el diseño de la red determina cuales son otros requerimientos (redundancia,
seguridad o limitar el tráfico de broadcast) que justifique el gasto extra y la complejidad de
instalar un ruteador dentro de dicho ambiente.

2.7.9 Sumario: Antes de seleccionar entre switch y ruteador, los diseñadores de red deben
comprender como combinar estas tecnologías para construir eficientes redes escalables.
Un administrador de red será extremadamente escéptico de cualquier vendedor que
sugiera una solución de alta funcionalidad que pueda ser construida usando sólo
tecnología de switch o de ruteador.

Los switches y ruteadores son tecnologías complementarias que permiten a las redes
escalar a tamaños mucho más allá de lo que se puede lograr usando sólo alguna de estas
tecnologías. El ruteo proporciona un número de llaves de capacidad que no ofrece un
switch, tal como control de broadcast, redundancia, control de protocolos y acceso a

12

WAN.

Cuando ATM es eventualmente implementado en el backbone, el ruteo será un
requerimiento tecnológico para comunicarse entre VLANs.

2.8 Switches de 3 Capas

Switching IP de nivel 3 OSI es equivalente al enrutado TCP/IP. En esta capa encontramos el
protocolo IP, y es la encargada del enrutamiento y de dirigir los paquetes IP de una red a otra.
Normalmente los “routers” se encuentran en esta capa. El protocolo ARP (Address Resolution
Protocol) es el que se utiliza para asignar direcciones IP a direcciones MAC. La función router es
incluida en el hardware de los switches. De esta forma se consigue una enorme mejora en el
rendimiento comparando un switch operando a nivel 3 y esta misma función realizada por un
router normal. Un switch de nivel 3 puede trabajar a más de 10 veces la velocidad de un router
tradicional.

Este tipo de switches integran routing y switching para producir altas velocidades (medidas en
millones de paquetes por segundo). Esta es una tecnología nueva (Lippis, 1997) a los cuales los
vendedores se refieren muchas veces como: Netflow, tag switching (Packet, 1998), Fast IP (3Com,
1997), etc.

La conmutación de paquetes es la parte más simple de las operaciones que realiza un switch de
capa 3. La única diferencia entre la operación de conmutación de un router y un switch de capa 3
es la implementación física. En routers de uso general, la conmutación se realiza mediante
micropocresadores, mientras que con un switch de capa 3 lo realizan usando una aplicación
especifica en un circuito integrado (ASIC).
La integración mixta de puertos 10/100 y Gigabit proporcionan la posibilidad de conectar las
estaciones directamente a la red principal. Los switch nivel 3 (Layer 3) permitirán controlar
múltiples redes de forma simultánea eliminando la necesidad de la incorporación de routers con
sus latencias implícitas de suministro de datos.

2.8.1 Características principales:
 Compatible con IEEE802.3z, 1000Base-SX y IEEE 802.3ab, 1000Base-T Standard.
 Ancho de banda mejorado para incrementar el volumen de datos y mejorar la respuesta
en las situaciones de cuellos de botella.
 Capacidad Full-duplex que aporta la duplicación en la tasa de transferencia de datos.
 Compatible con entornos Ethernet y Fast Ethernet.
 Avanzadas funciones de gestión para implementación de VLAN, Port Trunking, Spanning
Tree, etc.

2.9 Modelo Jerárquico
Se requiere un diseño estructurado de la red tomando en cuenta como base que el diseño sea
escalable y con tecnología moderna, que consiga un alto rendimiento y calidad de servicio,
permitiendo un manejo integrado de los componentes que conforman la red.

Para esto se considera un modelo de conmutación multicapas que consiste en la segmentación de
la empresa en varios bloques, cada uno de los cuales representan un edificio de ésta,

13

interconectándose mediante un backbone. Se utilizara el siguiente modelo de capas para la red de
la empresa.
CAPA DE ACCESO

Acceso a grupos de trabajos
locales y remotos

CAPA DE DISTRIBUCIÓN

Conectividad basada en políticas

CAPA DE CORE

Switching de alta velocidad

Como ventaja de este tipo de diseño es la escalabilidad, esto significa que nuevos edificios y
grupos de servidores pueden ser añadidos fácilmente y sin necesidad de cambiar el diseño.
Además éste diseño toma ventaja de muchos servicios de capa 3 incluyendo segmentación y
recuperación ante fallas graves; al igual que simplifica el diseño de la red, su implementación y
manejo; facilita la migración de la red en el avance de la tecnología en cualquiera de sus capas.

2.9.1 Capa de Core: La capa del núcleo o Core se encarga de dirigir el tráfico lo más
rápidamente posible hacia los servicios apropiados. Normalmente el tráfico transportado
se dirige o proviene de servicios comunes a todos los usuarios. Estos servicios se conocen
como servicios globales o corporativos. Algunos de esos servicios pueden ser: e-mail,
acceso a Internet o video conferencia.

2.9.2 Switch de core: Es el punto centralizado de toda nuestra red, debe manejar varios puertos
y realizar la conmutación necesaria hacia y desde las diferentes subredes en las que se
dividirá la red. Se requiere entonces un equipo que maneje alta velocidad de conmutación
y memoria. Además de manejar diversas tecnologías que faciliten el monitoreo y
administración de nuestra red. Se manejará switch de core como punto central de toda la
red, uno a nivel de toda la empresa que recoja el tráfico de cada uno de los edificios.

2.9.3 Capa de Distribución: La capa de distribución marca el punto medio entre la capa de
acceso y los servicios principales de la red. La función primordial de esta capa es realizar
funciones tales como enrutamiento, filtrado y acceso a la red publica.

En la capa de distribución abarca una gran diversidad de funciones, de las que figuran las
siguientes :

 Servir como punto de concentración para acceder a los dispositivos de capa de acceso.
 Enlutar el tráfico para proporcionar acceso a los departamentos o grupos de trabajo.
 Segmentar la red en múltiples dominios de difusión.
 Proporcionar servicios de seguridad y filtrado.

14

La capa de distribución está constituida por dispositivos de conmutación y router, para
segmentar los dominios de colisión y mantener los dominios de broadcast dentro de cada
edificio, sin permitir que este sature el backbone de la red. Para tal efecto, es necesaria la
utilización de dispositivos de capa 3. En esta capa se empleara la infraestructura y equipos
existentes cuyas especificaciones se revisaran posteriormente. La funcionalidad de capa 2
proporciona un punto central de conexión para todos los conmutadores de acceso a la red
en cada uno de los edificios dados por un switch.

2.9.4 Switch de distribución: Requiere una alta capacidad de memoria y velocidad de
conmutación aunque con tasas menores en los dos requerimientos con relación al switch
de core y con funcionalidades limitadas en comparación a éste. Se utilizará para recoger el
tráfico de cada uno de los pisos de un edificio.

2.9.5 Capa de Acceso: Conecta directamente al usuario con la red los únicos dispositivos d la red
mas allá de la capa de acceso pueden ser teléfonos IP, puntos de acceso inalámbricos u
otros equipos en las instalaciones del cliente la conmutación de capa dos suele
encontrarse aquí aunque los servicios de las capas tres y cuatro facilitados por
conmutación inteligente se usan cada vez más los usuarios así como los recursos que estos
necesitan con mas frecuencia están disponibles a nivel local.

2.9.6 Switch de acceso: Se manejarán a nivel de cada piso de los edificios, deberán proveer los
puertos necesarios para la conexión de los equipos mediante capacidades conforme al
tráfico que manejan las estaciones y con capacidades de memoria normales además de
funcionalidades básicas para un funcionamiento correcto de la red.

15

3. OBJETIVO:
Conocer el Entorno Físico de la Red de comunicación para la empresa MUTUALISTA IMBABURA
que trabaja con topología física en estrella y una arquitectura IEEE802.3, en la cual cada
departamento se considera un dominio de broadcast.

La red debe tener las mejores condiciones: eficiencia, confiabilidad, velocidad, fortaleza ante
fallas, alto rendimiento, evitar caídas y saturación de la red. Y deberá cumplir satisfactoriamente
con los requerimientos y demandas de la empresa.

Los usuarios deberán tener acceso a internet, para aplicaciones controladas de acuerdo con las
políticas de la empresa.

Dada una dirección IP, hacer un nuevo direccionamiento para cada uno de los departamentos.

La red esta dimensionada considerando el crecimiento estimado de la empresa a unos 10 años.

4. APLICACIONES Y USO DE LA RED
Se diseñó una infraestructura de red para proveer un sistema de comunicaciones que brinde
soporte a aplicaciones de voz y datos para la empresa, tomando en cuenta la simultaneidad en la
utilización de estas aplicaciones.

El uso de las aplicaciones que brindan los servidores de la empresa en la red de comunicaciones
depende de los requerimientos y necesidades de la empresa así como de cada uno de sus
departamentos.

5. ANALISIS DE LOS REQUERIMIENTOS DE LA EMPRESA
MUTUALISTA IMBABURA
2.1 Descripción General:

Se desea de una infraestructura de red para proveer un sistema de comunicaciones que brinde
soporte a aplicaciones de voz y datos para la empresa MUTUALISTA IMBABURA.

La empresa, ubicada en Ibarra calle Fernando Oviedo y Simón Bolívar, cuenta con un edificio de
15 pisos, la cual esta conformada por los siguientes departamentos:

 Gerencia General
 Departamento de Administración
 Departamento de Ingeniería
 Departamento de Cobranzas

16

 Centro de Datos
 Almacenes de Despacho

La empresa dispone de los siguientes servidores:

 2 Servidores de Datos
 1 Servidor de Correo Electrónico
 1 Servidor Web
 1 Servidor de DNS
 1 Servidor de DHCP
 1 Servidor de Proxy para direcciones IP

2.2 Distribución de los Departamentos:

 Gerencia General: Pisos 13,14,15
 Departamento de Ingeniería: Piso 12
 Departamento de Administración: Pisos 7, 8, 9, 10, 11
 Departamento de Cobranzas: Pisos 4, 5, 6
 Centro de Datos: Piso 3
 Almacenes de Despacho: Pisos 1, 2

2.3 Características de los Departamentos:

 Gerencia General:

Piso 15: 15 PCs
Piso 14: 15 PCs + 1 Impresora
Piso 13: 15 PCs

Un total de 45 PCs, donde habrá 15 PCs por piso, los cuales tendrán poco tráfico, poco uso de los
servidores locales, pero una alta demanda del servidor de internet

 Departamento de Ingeniería

Piso 12: 30 PCs,
15 Work Stations para diseño gráfico
1 Servidor local para aplicaciones gráficas
2 Plotters
1 Impresora

En este departamento habrá un alto tráfico local, lo que quiere decir que se tendrá una alta
demanda del servidor local, del plotter, y de la impresora. Pero la demanda de los servidores de la
empresa será muy baja. Habrá una normal demanda del uso del servidor de internet.

 Departamento de Administración


17


Éste departamento tendrá una alta demanda de todos los servidores de la empresa los servidores,
lo cual implica que se tendrá alto trafico de tanto de los servidores de la empresa como del
internet pero la concurrencia a este ultimo será menor al del departamento gerencia, porque el
departamento de administración se encarga más de gestión local. Se ha visto necesario
implementar una impresora por piso para uso local y para cumplir con las necesidades de éste
departamento.

En total se tendrá 100 PCs, 20 por piso, más 5 Impresoras, 1 por piso.

 Departamento de cobranzas

Piso 6: 6 PCs
Piso 4: 7 PCs

Éste departamento tiene un uso normal de la red, es decir tiene un trafico promedio, pero el uso
del internet es mínimo. Se ve necesaria la implementación de una impresora en uno de los pisos
para el uso local del departamento, el piso que se escogerá será el piso intermedio por una menor
incomodidad para los demás pisos, no se implementa impresoras en cada piso por la poca
cantidad de maquinas que en estos pisos se encuentran.

Entonces tenemos 20 PCs en los tres pisos más una impresora en el 5° piso

 Centro de Datos

Piso 3: 35 PCs
1 Servidor local para manejo de Base de Datos

El tráfico de este departamento será dirigido mas hacia el servidor local aunque también utilizara,
aunque en menor proporción, los servidores de Base de Datos generales de la empresa, el uso del
internet será casi nulo por la poca necesidad de este servicio para este departamento, pero de
igual forma se calculara para un uso promedio.

 Almacenes de Despacho

Piso 2: 7 PCs

El tráfico de la red de este departamento no será muy alto, se considerará un tráfico promedio
para cumplir con cualquier requerimiento especial.
Entonces este departamento consta con 14 PCs más una impresora.

18

2.4 Total de Equipos a Tomar en cuenta:

Work Recursos Total Proyección
Departamento PCs
Stations Compartidos Equipos a Futuro
Gerencia General 45 0 1 46
Ingeniería 30 15 4 49
Administración 100 0 5 105
Cobranzas 20 0 1 21
Centro de Datos 35 0 1 36
Almacenes de Despacho 14 0 1 15
TOTAL 244 15 13 272

6. DIMENSIONAMIENTO DE LA RED
6.1 Cálculo de la Capacidad del Internet:

Para éste calculo se utilizaran las siguientes fórmulas:

�� = �� ó�� á�� × ��

��−�� = ��ñ�� + ��

�� = #�� × ��

�� = �� × �� + ��−�� × ��

Donde se establecerá como el tamaño promedio de las páginas a visualizar en 60kBytes, tamaño
estadístico suficiente para soportar páginas básicas con texto, imágenes y aplicaciones multimedia
livianas. El tamaño de descarga de información por hora variara por departamento, pero para
satisfacer cualquier necesidad especial que se requiera se establece en el valor máximo de
2048kBytes.

El tamaño de los correos electrónicos recibidos por la empresa se establecerá en un máximo de
512kBytes que estadísticamente es un valor común para el tamaño de e-mails.

 Gerencia General:

Se establece que este departamento revisará un promedio de 10 páginas por hora, por cada PC del
departamento, esto se debe dado que los requerimientos de la empresa así lo requieren, tomando
en cuenta que se tiene un alto tráfico del internet.

10 ��á�� × 60�� × 8 ��/�� 2048�� × 8 ��/��
�� = +
1 ℎ�� × 3600 ��/ℎ�� 1 ℎ�� × 3600 ��/ℎ��

19

�� = 5,88��

Para el cálculo de la velocidad necesaria para e-mails se toma en cuenta de nuevo el alto uso de
internet, así como el desempeño que esta área va a realizar; como se trata del área gerencial de la
empresa se dispone de una gran cantidad de e-mails que se va a manejar en este sector.

Por lo tanto, se establece un valor máximo de 5 emails por hora, para cumplir con cualquier
demanda que este departamento requiera.

512�� × 8��/�� 5 ��
��−�� = × = 5,68��
�� ℎ�� × 3600 ��/ℎ��

Por el tipo de trabajo que este departamento desempeña se establece un alto grado de
simultaneidad estimándose éste en un 75%, para cubrir con cualquier necesidad que la gerencia
requiera. Entonces tenemos:

�� = 45 �� × 0.75 = 33,75

Entonces la capacidad necesaria que la Gerencia General requiere es:

�� = 5,88 �� × 33.75 + 5,68 × 33,75 = 390,15��

 Departamento de Ingeniería:

Dado el hecho de que este departamento tendrá mayor tráfico en los servidores locales no se
necesita mucho del uso de internet y un regular uso de e-mails se establecerá los siguientes datos:

#páginas/hora = 2
#e-mails/hora = 1
Grado de simultaneidad = 10%
El grado de descarga en este caso se reducirá a 512kBytes

2 ��á�� × 60�� × 8��/�� 512�� × 8 ��/��
�� = +
3600 �� 3600 ��

�� = 1,4��

��
512�� × 8 �� × 1 ��
��−�� = = 1,13��
3600 ��

�� = 30 �� × 0,1 = 3

�� = 3 × 1,4�� + 3 × 1,13�� = 7,59��

20

 Departamento de Administración:

Por necesidad del departamento se establece un promedio de 3 páginas por hora que se visitará
por PC y recibirá 3 e-mails por hora. El grado de simultaneidad se establece en el 40% dado el
hecho que el mayor tráfico tendrá en la red local. Por lo tanto:

3 ��á�� × 60�� × 8��/�� 2048�� × 8 ��/��
�� = +
3600 �� 3600 ��

�� = 4.95��

��
512�� × 8 × 3 ��
��
��−�� = = 3,41��
3600 ��

�� = 100 �� × 0,4 = 40

�� = 40 × 4,95�� + 40 × 3,41�� = 334,4��

 Departamento de cobranzas:

En este departamento la tasa de utilización del internet será baja, el mayor tráfico a considerar
será el que tendremos en el uso del correo electrónico pues esta será una de las principales
formas de contacto con los clientes.

#páginas/hora = 1
#e-mails/hora = 4
El grado de descarga en este caso se designara 512kBytes debido a que una parte de esta lo
utilizaremos en telefonía IP y además buscamos dar una performance alta al ingreso en el internet.

1 ��á�� × 60�� × 8��/�� 512�� × 8 ��/��
�� = +
3600 �� 3600 ��

�� = 1,27��

��
512�� × 8 �� × 4 ��
��−�� = = 4.55��
3600 ��

�� = 20 �� × 0,2 = 4

�� = 4 × 1,27�� + 4 × 4,55�� = 23,28��

 Centro de Datos:

21

El uso de internet será mínimo en esta área, su tráfico será dirigido especialmente hacia el
servidor local y al uso de la red de la empresa. Por lo tanto se establece los siguientes valores de
uso del internet:

#páginas/hora = 1
#e-mails/hora = 2
La necesidad de descarga será mínima por trabajo que se realiza en esta área por lo cual se estima
a 512kbps, siendo esto suficiente para cualquier necesidad extra que se requiera.
El grado de simultaneidad se establecerá en un 20% por las razones antes mencionadas

1 ��á�� × 60�� × 8��/�� 512�� × 8 ��/��
�� = +
3600 �� 3600 ��

�� = 1,26��

��
512�� × 8 �� × 2 ��
��−�� = = 2,27��
3600 ��

�� = 35 �� × 0,2 = 7

�� = 7 × 1,26�� + 7 × 2,27�� = 24,71��

 Almacenes de despacho:

En este departamento o área de nuestro edificio el tráfico de internet será bajo pues no
necesitamos que tengan una amplia salida al internet, es por eso que asumimos los siguientes
datos para nuestro calculo.

#páginas/hora = 1
#e-mails/hora = 2
El grado de descarga para este caso se designara 128kBytes debido los almacenes de despacho
estarán limitados a la entrega de productos dispuestos por el departamento de ventas y no
necesitaran un amplio ancho de banda.

De las características y designaciones antes dadas se calcula:

1 ��á�� × 60�� × 8��/�� 512�� × 8 ��/��
�� = +
3600 �� 3600 ��

�� = 1,27��

��
512�� × 8 �� × 2 ��
��−�� = = 2,27��
3600 ��

22

�� = 14 �� × 0,1 = 1,4

�� = 1,4 × 1,27�� + 1,4 × 2,27�� = 4,95��

 Capacidad Total

La suma total del tráfico de Internet de cada departamento de nuestra empresa es 785, 5 Kbps
que determina el valor de ancho de banda requerido del distribuidor ISP de la empresa.

Departamento Tasa de Tráfico(��)
Gerencia General 390,15
Departamento de Ingeniería 7,59
Administración 334,4
Ventas 23,28
Centro de Datos 24,7
Almacenes de Despacho 4,5
Tasa Total 785,5

Al haber obtenido la suma total, establecemos que se contratará un ISP de 1 Mbps el cual
sustentará con satisfacción nuestros requerimientos, además proveerá una expansión a futuro y
soporte a voz IP, la cual no fue dimensionada en el estudio antes realizado.

6.2 Capacidad de la Red:

Se va a utilizar tres tipos de switches, de acceso, de distribución y de núcleo.

Cada departamento tendrá su switch o switches de acceso, dependiendo del número de
máquinas, estos switches estarán conectados al switch de distribución, el cual realizará la
segmentación de broadcast para cada departamento, por lo tanto este switch manejará capa tres
al igual que necesitará una mayor velocidad, se ha escogido un switch de capa tres por la
necesidad de adaptación de velocidad y segmentación de broadcast por el hecho que el tráfico
hacia el switch de núcleo será mayor, y se necesita incrementar la velocidad.

Los servidores serán manejados por otra subred.

Se ha escogido switches que manejen 10 Mbps y 100 Mbps, especialmente en departamentos en
los que el tráfico local es mayor.

Como switch de distribución se utilizará dispositivos que usen 100 Mbps y 1000 Mbps, estimando
que el grado de simultaneidad total del uso de los servidores será alto, por lo tanto necesitaremos
una capacidad de transmisión de 1000 Mbps para el switch de núcleo, en donde se encontrarán
todos los servidores generales de la empresa, incluyendo en estos el servidor de Internet:

 Servidores de Datos
 Servidor de Correo Electrónico
 Servidor Web
 Servidor DNS

23

 Servidor DHCP
 Servidor de Proxy

7. DIRECCIONAMIENTO DE LA RED
Es necesario que se contraten 2 direcciones IP públicas.

 196.180.10.0/24 de 1Mb
 196.180.11.0/24 de 1Mb

Es necesario hacer esta solicitud debido al tráfico que se encuentra al menos bien definido por un
tiempo prolongado en todos los departamentos, con excepción del departamento de
Administración, el cual ya de por sí consta de una numerosa cantidad de máquinas y mayor
posibilidad de expansión de la Red por eso se definieron las direcciones de la siguiente manera:

Con la dirección: 196.180.10.0/24

 Subred 1: Subred de la Gerencia General

Dirección IP Utilización en la Subred
196.180.10.0/26 Dirección de la Subred 1
196.180.10.1/26 Dirección reservada para gateway
196.180.10.2/26 – 196.180.10.46/26 Direcciones para los 45 PC del Departamento
196.180.10.47/26 – 196.180.10.62/26 Direcciones para posible expansión
196.180.10.63/26 Dirección de Broadcast de la subred

 Subred 2: Subred de Departamento de Ingeniería

196.180.10.66/26 Dirección servidor de aplicaciones gráficas
Direcciones para 30 PC y 15 Work Station
196.180.10.67/26 – 196.180.10.111/26
del Departamento
196.180.10.112/26 - 196.180.10.123/26 Direcciones para posible expansión
196.180.10.124/26 - 196.180.10.125/26 Dirección de 2 Plotters
196.180.10.126/26 Dirección de una impresora
196.180.10.127/26 Dirección de Broadcast de la subred

 Subred 3: Subred de Centro de Datos y Almacenes de Despacho

196.180.10.130/26 Dirección de servidor local (Base de Datos)
196.180.10.131/26 – 196.180.10.179/26 Dirección para 49 PC del Departamento

24

196.180.10.180/26 – 196.180.10.190/26 Dirección para posible expansión
196.180.10.191/26 Dirección de broadcast de la subred

 Subred 4: Subred del Departamento de Ventas

196.180.10.194/27 – 196.180.10.213/27 Direcciones para 20 PC del Departamento
196.180.10.223/27 Dirección de Broadcast de la Subred

 Subred 5: Subred de Servidores y Backbone

196.180.10.225/27 Dirección del Switch Backbone
196.180.10.226/27 Dirección del Switch Distribución
196.180.10.227/27 Dirección del Sw. G. General
196.180.10.228/27 Dirección del Sw. Dep. Ingeniería
196.180.10.229/27 Dirección del Sw. Dep. Administración
196.180.10.230/27 Dirección del Sw. Dep. Cobranzas
196.180.10.231/27 Dirección del Sw. Datos y Almacenes
196.180.10.232/27 – 196.180.10.233 Dirección de 2 Servidores de Datos
196.180.10.234/27 Dirección Servidor de Correo Electrónico
196.180.10.235/27 Dirección Servidor WEB
196.180.10.236/27 Dirección Servidor DNS
196.180.10.237/27 Dirección Servidor DHCP
196.180.10.238/27 Dirección Servidor Proxy par dir. IP
196.180.10.239/27-196.180.10.254 Direcciones para posible expansión
196.180.10.255/27 Dirección de Broadcast de la Subred

Con la dirección: 196.180.11.0/24

 Subred 6: Subred del Departamento de Administración.

196.180.11.2/25 – 196.180.11.101/25 Dirección de 100 PC del Departamento
196.180.11.127/25 Dirección de broadcast de la Subred

25

8. DISEÑO DE LA RED PASIVA

8.1 Diagrama Vertical

PISO 15
Sw P15
(24P)

Gerencia General

Sw P14
PISO 14
(24P)

PISO 13
Sw P13
(24P)
Dep. Ingeniería Sw P12 PC(48P)

Sw P12 WS (24P) PISO 12
Sw P12 Imp.(8P)

PISO 11
Sw P11
(24P)

PISO 10
Sw P10
(24P)

Dep. Administración

PISO 9
Sw P9
(24P)

PISO 8
Sw P8
(24P)

PISO 7
Sw P7
(24P)

PISO 6
Sw P6
(16P)

Dep. Ventas

PISO 5
Sw P5
(16P)

PISO 4
Sw P4
(16P)

Sw P3
PISO 3
(48P)

Datos y Almacenes

PISO 2
Sw P2
(16P)
Acometida
Servidores
y Equipos PISO 1
Sw P1
(16P)
INTERNET

26

8.2 Dimensionamiento de los FACE PLATES

Cada piso tiene un diferente numero de puntos de Salida en la áreas de
trabajo pero se ha decidido trabajar con las siguientes opciones de Face
Plates dependiendo del Departamento y la disposición de las áreas de trabajo
que en estas se encuentran.

 Piso 1
# Áreas de trabajo: 5
Tipo de Face Plate: 1 Conector RJ-45 y 1 Conector RJ-11
# Face Plate/Area trabajo: 2

 Piso 2

 Piso 3
Tipo de Face Plate: 2 Conector RJ-45 y 2 Conectores RJ-11

 Piso 4

 Piso 5

 Piso 6

 Piso 7

 Piso 8

27

 Piso 9

 Piso 10


 Piso 11

 Piso 12

 Piso 13

 Piso 14

 Piso 15

8.3 Dimensionamiento del Sistema de Cableado Estructurado para servicios de voz y datos.

8.3.1 Cuarto de Acometida y Servidores

28

53 U 53 U

8U S. Datos1 8U S. Mail

8U S.Datos2 8U S. DHCP

2U
8U S. Proxy 4U Router Acometida

2U Switch Backbone

2U Panel Conexión Datos
8U S.DNS
2U Panel Telefónico
2U
8U S.Web 1U Estante

Alimentación Alimentación
2U 2U
Eléctrica Eléctrica

Racks de acometida
o Patch Cords Datos: 17 tipo RJ-45
o Patch Cords Telefónicos: 100 tipo RJ-11

8.3.2 Cuarto de Telecomunicaciones de Datos y Almacenes

17 U

2U Sw Piso3

31 U

2U Switch Telefónico

2U Sw Piso2 2U Panel Conexión Telefónico

2U Panel de Conexión de Datos 2U Alimentación Eléctrica

Bastidor Piso 3
8U Servidor de Base de Datos
17 U

2U Switch Telefónico 2U Sw Piso1

2U Patch Panel Telefónico 2U Panel Conexión Datos


2U Alimentación Eléctrica 2U Panel Conexión Telefónico

2U Alimentación Eléctrica
Rack de Dep. de
Datos y Almacenes
Piso 2 Bastidor Piso 1

Bastidor Piso 1

29

Rack del Dep. (Piso 2)

Bastidor Piso 3

8.3.3 Cuarto de Telecomunicaciones de Dep. Cobranzas
17 U

2U Sw Piso6


31 U

2U Panel Conexión Telefónico


2U Sw Piso5 Bastidor Piso 6

2U Panel de Conexión de Datos
17 U
2U Sw Piso4
2U Patch Panel Telefónico

2U Alimentación Eléctrica 2U Switch Telefónico


Rack de Dep. de 2U Alimentación Eléctrica
Ventas
Piso 5 Bastidor Piso 4

Bastidor Piso 4


Bastidor Piso 6

8.3.4 Cuarto de Telecomunicaciones de Dep. Administración

30

20 U 20 U

2U Sw Piso11 2U Sw Piso10

2U Panel Conexión Datos 2U Panel Conexión Datos

2U Switch Telefónico 2U Switch Telefónico

2U Panel Conexión Telefónico 2U Panel Conexión Telefónico
33 U
2U Alimentación Eléctrica 2U Alimentación Eléctrica

2U Sw Piso9
Bastidor Piso 11 Bastidor Piso 10

Panel de Conexión
2U
de Datos

20 U 20 U

2U Sw Piso8 2U Sw Piso7

2U Panel Conexión Datos 2U Panel Conexión Datos

2U Switch Telefónico 2U Switch Telefónico

Rack de Dep. de 2U Panel Conexión Telefónico 2U Panel Conexión Telefónico
Administración
Piso 9 2U Alimentación Eléctrica 2U Alimentación Eléctrica

Bastidor Piso 8 Bastidor Piso 7

Bastidor Piso 7

Bastidor Piso 8


Bastidor Piso 10

Bastidor Piso 11

8.3.5 Cuarto de Telecomunicaciones de Dep. Ingeniería

31

44 U

8 U S. Apl. Gráficas

2 U Sw P12 PC

2 U Panel de Conexión PC

2 U Sw P12 WS

2 U Panel de Conexión WS

2 U Sw P12 Imp

2 U Panel de Conexión Imp

2 U Switch Telefónico

2 U Patch Panel Telefónico

2 U Alimentación Eléctrica

Rack de Dep. de
Administración
Piso 9



8.3.6 Cuarto de Telecomunicaciones de Dep. G. General
20 U

2U Sw Piso15

29 U

2U Sw Piso 14

2U Panel de Conexión de Datos 2U Alimentación Eléctrica


Bastidor Piso 15
20 U

2U Sw Piso13

2U Alimentación Eléctrica 2U Panel Conexión Datos

Rack de Dep. de 2U Switch Telefónico

Gerencia General 2U Panel Conexión Telefónico
Piso 14

Bastidor Piso 13

Bastidor Piso 13


32


Bastidor Piso 15

9. DETERMINACIÓN DE EQUIPOS
9.1 Equipos Propuestos

Modelo Marca
Office Connect 3Com
3Com 4500 26 port 3Com
3Com Office Connect 16 port 3Com
3Com 4500G 3Com
Router 7201 CISCO
DES 3550 48 port D-link
C2960 Catalyst CISCO
3Com Baseline 2024 3Com

Todas las características técnicas de los equipos y las proformas se encuentran en los anexos.

9.2 Características de los equipos escogidos

 Switch 3Com 4500G de 24 puertos 10/100/1000 capa 3

Se ha escogido al 3COM SWITCH 4500G de 24 puertos como el switch de Distribución.
El 3Com Switch 4500G es un switch de capa 3, permite gran flexibilidad de velocidades a
10/100/1000 y 10 Giga bit. Ideal para pequeñas empresas que buscan obtener convergencia de
servicios en una red segura.

Beneficios del 3COM SWITCH 4500G
Conectividad Gigabit administrable en capa 2 y capa 3
Switching en capa 2 con Ruteamiento en capa 3 dinámico, hace a este switch ideal para
requerimientos de conectividad como Backbone. Adicionalmente hay cuatro puertos que pueden
operar a 10/100/1000 Mbps o mediante un interfaz de fibra SPF proveyendo gran flexibilidad.
Estos switch además se acomodan a cuatro extra enlaces de alta velocidad de 10 Giga bit,
permitiendo una conexión al núcleo de la red o a servidores de alto rendimiento.

Seguridad
Características de seguridad de clase empresarial incluyen autenticación de red IEEE 802.1X, login
a dispositivo de encriptación SSH/SSL, y control de acceso a listas, protegiendo aplicaciones críticas
de negocios.

Voice Ready
Minimiza los costos y la complejidad añadiendo o moviendo teléfonos IP.

33

El switch detecta la presencia de teléfonos IP y asigna dinámicamente puertos de voz VLAN,
permitiendo una configuración automatizada y priorización de tráfico de voz sobre IP (VoIP)
Ruteamiento en Capa 3 Dinámico
Ruteamiento en Capa 3 fácil de administrar, mejora el desempeño de la red y su seguridad.

Soporte Robusto a IPv6
El 3COM Switch 4500G soporta la versión de IPv6, además de la versión IPv4.

DGS-1016D 16P D-Link

Este Switch se ha escogido para Backbone por las características que posee el equipo, las cuales
satisfacen los requerimientos, además es robusto ante fallas, primordial para los servidores.

El Switch D-Link DGS-1016D, un switch a la vez de sobremesa y enrackable con 16 puertos
10/100/1000Mbps que ofrece un elevado rendimiento en un dispositivo que nos permite ahorrar
espacio y dinero. Otra característica en este switch es que todos los puertos negocian
automáticamente el ajuste del modo MDI/MDIX (Up-Link), evitando la necesidad de crear cables
de par cruzado.

Estándares
El Switch DGS-1016D es compatible con IEEE 802.3 10BASE-T, 802.3u 100BASE-TX, 802.3ab
1000BASE-T y 803.3x control de flujo. Este switch esta equipado para auto negociar velocidades a
10Mbps, 100Mbps y 1000Mbps.

Control de flujo
El Switch DGS-1016D, en modo Full-Dúplex, permite proteger a los usuarios frente a posibles
pérdidas de datos durante la transmisión en la red. Cuando están conectados a una tarjeta LAN
(en un servidor o PC) que soporte control de flujo, y cuando el buffer de datos está por llenarse, el
switch envía una señal al PC indicando tal situación. Luego, el PC demora la transmisión hasta que
el buffer se haya liberado y sea posible el envío de más información.

 Switch 3Com Office Connect de 8 puertos 10/100 Mbs

Este switch se ha escogido como swtch de acceso por que cumple las necesides del departamento
para los equipos de impresión que requiere el departamento de ingeniería.

Estos Switches están diseñados para oficinas que requieren un alto desempeño de la red para el
intercambio de datos, imágenes y acceso a información en tiempo real.
Estos Switches automáticamente encuentran la conexión más rápida de la red, ya que no tienen
software para su configuración

BENEFICIOS
Conectividad de Red Óptima
Conectividad Auto-speed-sensing 10/100Mbps, Permite una conexión de 10 y 100Mbps
asegurando una velocidad efectiva óptima para aplicaciones y compatibilidad con equipos
anteriores en la red.
Comunicación full-duplex, aumentando el rendimiento de la red.
Fácil de Usar,

34

Auto MDI/MDIX en cada puerto, Elimina los problemas más comunes de cableado, ya sea un
puerto conectado a un servidor, PC, otro switch o hub.
LEDs en el panel frontal, Provee de una notificación inmediata del uso de la red, velocidad de
puertos, actividad y modo de operación, sin requerir un conocimiento técnico.
Plug and Play, Instalación simple, y no requiere de una configuración complicada.
Operación silenciosa, Con el diseño de los ventiladores, se asegura un trabajo silencioso de los
Switches.

 Switch 3Com Baseline 2024 24 puertos 10/100Mbps

Este switch de velocidad ultra rápida es idóneo para configuraciones de red que requieren un
rendimiento Gigabit Ethernet asequible, pero que no necesitan sofisticadas capacidades de
administración.
Cada uno de los ocho puertos 10/100/1000 sin bloqueo se ajusta automáticamente a la velocidad
de los dispositivos de la red que comunican a 1000, 100 ó 10 Mbps, por lo que el switch puede
admitir diversos entornos de grupos de trabajo y tipos de equipos legacy.
El switch está pre configurado para una rápida y fácil instalación usando cableado de cobre
económico. Las características avanzadas tales como la priorización de tráfico IEEE 802.1 (2 colas
de prioridad) y la detección de cable MDI/MDIX automática, junto con un diseño de gran solidez,
lo convierten en un auténtico valor para el networking.

 Switch D-link DES-3550

CARACTERÍSTICAS
El switch DES-3550 es la última innovación en switches que incorpora D-Link a su ya extensa
familia de switches. Este equipo es un switch Layer 2, que entre sus principales características
proporciona funcionalidades avanzadas (en L2/L3/L4) tales como Calidad de Servicio (QoS) y Clase
de Servicios (CoS), ACL y Seguridad de acceso a la red, además de formar stack hasta un máximo
de 32 unidades gracias a su tecnología SIM.

El switch DES-3550 está diseñado especialmente para conexiones del tipo departamental y
corporativo, combinando un alto nivel de prestaciones funcionales, gran flexibilidad y un completo
soporte para administración, contando con 48 puertos 10/100Mbps y 2 puertos Gigabit Ethernet
tipo combo, en las que pueden instalarse puertos Gigabit en fibra óptica.

Gracias a la innovadora tecnología SIM de D-Link (Single IP Management), es posible la expansión
escalable a través del apilamiento virtual de hasta 32 unidades logrando una densidad máxima de
1536 puertos 10/100Mbps y 64 puertos 1000Mbps, además de la gestión central de todos los
equipos en el Stack Virtual a través de una única dirección IP.

Facilidad para instalar distintos puertos para la conexión al Backbone (Gigabit en fibra óptica) de la
red y con la opción de alimentación eléctrica redundante vía RPS, están disponibles en éste
equipo.

Interface DES-3550
10/100BASE-TX Ports 48

35

Combo 10/100/1000BASE-T Ports/ 2
SFP Slots

Auto-Negotiation of Network Sí
Speeds (RJ-45 Ports)
Auto-MDI/MDIX (RJ-45 Ports) Sí
RS-232 Console Port Sí

Desempeño
Switching Capacity 13.6Gbps
Maximum 64-Byte System Packet 10.1Mpps
Forwarding Rate
MAC Address Table 8K
Packet Buffer Size 64MB

36

10. DIAGRAMA ESQUEMÁTICO DE LA RED

37

11. CONCLUSIONES

 La compatibilidad entre equipos es el parámetro principal para la selección de los equipos.
 Un equipo caro no siempre es la mejor alternativa para cumplir los requerimientos que un
problema de diseño presente.
 La topología a utilizar es un parámetro determinante al momento de realizar el estudio de
la red pues influirá en aspectos tales como selección de equipos, congestión y diseño de
cableado.
 Un switch de capa tres cumple los requerimientos necesarios de enrutamiento que se
necesita y con la gran ventaja de que su costo es reducido en comparación a un router.
 La distribución de direcciones IP ha sido realizada usando VLSM la cual es una gran
herramienta para optimizar recursos y facilitar la administración de la red.
 Para el presupuesto final a obtenerse no debemos solo orientarnos por el análisis de costo
de equipos activos y pasivos, es necesario el análisis de precios unitarios de rubros tales
como diseño, implementación y estudio.
 Realizar el diseño de la red con fundamentos de diseño de cableado estructurado
permiten garantizar una organización tal que faciliten crecimientos a futuro de nuevo
sistemas de comunicación.
 Para satisfacer los requerimientos de la empresa se tomo en cuenta un diseño que brinde
los servicios de datos y voz que ayudara a un mejor desempeño a las actividades que
ejecuta el personal de la empresa.

12. BIBLIOGRAFIA
 http://www.emagister.com/frame.cfm?id_centro=58571070052151576752556869654566&id
_curso=92776294747561097879126905783511&id_segmento=3&id_categ=283&url_frame=h
ttp://www.wikilearning.com/curso_de_routers_ruteadores_y_switches-wkc-3452.htm
 “Diseño de una red inalambrica para interconectar la matriz de la empresa de video y audio
Systems Sony con sus sucursales”, Geovanny Rene Pazmiño Gomez
 www.textoscientificos.com/redes/ethernet/control-acceso-medio-csma-cd
 ingenieria.udea.edu.co/~avendano/docs/datos/LLC%20y%20MAC.doc
 es.wikipedia.org/wiki/Control_de_Acceso_al_Medio
 es.wikipedia.org/wiki/Cable_de_par_trenzado
 www.hispazone.com/Articulo/54/Cable-de-par-trenzado.html
 neutron.ing.ucv.ve/revista-e/No4/articulo.htm
 www.lannet.net/LAN/LAN_SWITCHING.htm
 www.utpl.edu.ec/eccblog/wp-content/uploads/2007/04/articulo-tecnico_asignacion-y-
administracion-de-vlans-dinamicas.pdf
 www.geocities.com/jhdezsan/CONMUTADA.htm
 www.consulintel.es/html/tutoriales/Lantronix/guia_et_p4.html

38

Entorno físico red datos

Recomendados

Recomendados

Más contenido relacionado

La actualidad más candente

La actualidad más candente (20)

Destacado

Destacado (7)

Similar a Entorno físico red datos

Similar a Entorno físico red datos (20)

Último

Último (20)

Entorno físico red datos