Dispositivos de red (concentrador o hub, repetidor o repeater, puente o bridge, conmutador o switch, enrutador o router, puerta de enlace o gateway y “B”router).

Dispositivos de red (concentrador o hub, repetidor o repeater, puente o bridge, conmutador o switch, enrutador o router, puerta de enlace o gateway y “B”router).

1. Repetidor: un repetidor funciona en la capa física #1 del modelo OSI. Su trabajo es regenerar la señal a través de la misma red antes de que la señal se debilite demasiado o se corrompa, para extender la longitud de esa misma señal a través de la misma red. Un punto importante a tener en cuenta sobre los repetidores es que no amplifican la señal: cuando la señal se debilita, copian la señal poco a poco y la regeneran con la intensidad original. Normalmente, este es un dispositivo de 2 puertos.

Repetidor de hogar y repetidor empresarial de servicios de Internet o datos.

2. Concentrador o hub: también opera en la capa física (#1) de OSI. Es, básicamente, un repetidor multipuerto. Conecta múltiples cables provenientes de diferentes ramas, por ejemplo, el conector en topología en estrella que conecta diferentes estaciones. Los concentradores no pueden filtrar datos, por lo cual, los paquetes de datos se envían a todos los dispositivos conectados. En otras palabras, el dominio de colisión de todos los hosts conectados a través de Hub sigue siendo uno. Además, no tienen inteligencia para encontrar la mejor ruta para los paquetes de datos, lo que conduce a ineficiencias y desperdicio.

NOTA: un “dominio de colisión” es un segmento de red conectado por un medio compartido o mediante repetidores donde las transmisiones simultáneas de datos chocan entre sí. (Wikipedia).

Tipos de concentradores o hubs.

Activo: estos son los que tienen su propia fuente de alimentación y pueden limpiar, aumentar y transmitir la señal a lo largo de la red. Sirve tanto como repetidor, como centro de cableado. Estos se utilizan para extender la distancia máxima entre nodos.

Pasivo: son los que recogen el cableado de los nodos y la fuente de alimentación del concentrador activo. Estos concentradores transmiten señales a la red sin limpiarla ni aumentarla, y no se pueden usar para extender la distancia entre los nodos.

Es un dispositivo de conexión central en una red que une cables de varias estaciones en una configuración en estrella. No proporciona ningún procesamiento ni regeneración de señales (PC Mag Encyclopedia).

La utilización de los concentradores ha ido disminuyendo con el tiempo, debido a que los conmutadores (switches) pueden realizar el mismo trabajo, con grandes ventajas agregadas.

3. Puente o bridge: opera en la capa de enlace de datos (#2) . Es un repetidor, que agrega la funcionalidad de filtrar contenido al leer las direcciones MAC de origen y destino. También se usa para interconectar dos redes LAN. Tiene un puerto de entrada y una sola salida.

Tipos de puentes o bridges.

Transparentes: son aquellos en los cuales las estaciones de trabajo desconocen por completo la existencia del puente, es decir: si se agrega o elimina un puente de la red, la reconfiguración de

las estaciones es innecesaria. Estos puentes hacen uso de dos procesos: reenvío de puentes y aprendizaje de puentes.

Puentes de enrutamiento de origen (source-route transparent bridging, abreviado cono “puentes SRT”): Source-Routing Bridges.

Dependen del origen de la transmisión de paquetes para proporcionar la información de la tabla de puentes. La computadora “fuente” determina la mejor ruta enviando paquetes de explorador. El puente utiliza esta información para construir su tabla. Cuando se alcanza el destino buscado, el ordenador “fuente” se hace de dicha información, determinándose así la mejor ruta para futuros envíos de paquetes. Las redes Token Ring utilizan principalmente este tipo de elemento de red. (Columbus State University, con modificaciones).

4. Conmutador o switch: es un puente multipuerto con un búfer y un diseño que puede aumentar su eficiencia y rendimiento (una gran cantidad de puertos implica menos tráfico). Un conmutador es un dispositivo de capa de enlace de datos (#2) aunque también algunos tipos de switches pueden operar en la capa en la que operan los enrutadores (capa #3). El conmutador puede realizar una verificación de errores antes de reenviar datos, lo que lo hace muy eficiente ya que no reenvía paquetes que tienen errores y reenvía paquetes buenos selectivamente para corregir el puerto solamente. En otras palabras, el conmutador divide el dominio de colisión de los hosts, pero el dominio de difusión sigue siendo el mismo.

5. Enrutadores o routers: son dispositivos como los conmutadores, que enrutan paquetes de datos en función de sus direcciones IP. El enrutador es principalmente un dispositivo de capa de red (#3). Los enrutadores normalmente conectan LAN y WAN entre sí y tienen una tabla de enrutamiento que se actualiza dinámicamente en función de la cual toman decisiones sobre el enrutamiento de los paquetes de datos. El enrutador divide los dominios de difusión (broadcast) de los hosts conectados a través de él.

Enrutadores de uso hogareño y empresarial.

6. Puerta de enlace o gateway: como su nombre indica, es un pasaje para conectar (enlazar) dos redes distintas. Básicamente, funcionan como agentes de mensajería que toman datos de un sistema, los interpretan y los transfieren a otro sistema. Las puertas de enlace también se denominan convertidores de protocolo y pueden operar en cualquier capa de red (#1 a #7). Las puertas de enlace son generalmente más complejas que los conmutadores o enrutadores.

Las puertas de enlace de red, también conocidas como “puertas de enlace de traducción de protocolo” o “puertas de enlace de mapeo”, pueden realizar conversiones de protocolo para conectar redes con diferentes tecnologías de protocolo de red. Por ejemplo, una puerta de enlace de red conecta una intranet de la oficina o del hogar a Internet. Si un usuario de la computadora doméstica o de la oficina desea cargar una página web, se accede al menos a dos puertas de enlace de red: una para acceder desde la oficina o la red doméstica a Internet y otra para acceder desde Internet a la computadora que sirve a la página web.

En las redes empresariales, una puerta de enlace de red generalmente también actúa como un servidor proxy y un firewall (Wikipedia, con modificaciones).

7. Brouter, bridge router o enrutador-puente. Es un dispositivo que combina características de puente y de enrutador. Puede funcionar en la capa de enlace de datos (#2) o en la capa de red (#3). Al funcionar como enrutador, es capaz de enrutar paquetes a través de redes y, como puente, es capaz de filtrar el tráfico de red de área local.

Un brouter puede ser configurado para actuar como puente de red para parte del tráfico de la red, y como enrutador para el resto (Wikipedia).

Su aspecto físico es similar al de un enrutador.

Descarga este artículo en "pdf" haciendo clic aquí.

Artículo original (adaptado y modificado): https://www.geeksforgeeks.org/network-devices-hub-repeater-bridge-switch-router-gateways/

Fuentes complementarias:

http://www.linfo.org/physical_layer.html
https://www.pcmag.com/encyclopedia/term/intelligent-hub
https://es.wikipedia.org/wiki/Concentrador
https://es.wikipedia.org/wiki/Modelo_OSI
http://csc.columbusstate.edu/summers/NOTES/cs458/chap02/tsld012.htm
https://searchnetworking.techtarget.com/tip/Layer-3-switches-explained
https://en.wikipedia.org/wiki/Gateway_(telecommunications)

Imágenes utilizadas:

https://www.tonereo.com/redes/577-tp-link-tl-wa850re-repetidor-wifi-n300.html
https://www.flickr.com/photos/ramoncutanda/4096133397
https://es.wikipedia.org/wiki/Concentrador
https://www.amazon.com.mx/Netgear-en104tp-10-Mbps-Ethernet-ascendente/dp/B00000J4M9
https://www.landisgyr.com/product/network-bridge/
https://www.alibaba.com/product-detail/Bridge-Networking-Device_60076519338.html
https://eastasiaeg.com/en/cisco-48-port-101001000-2-combo-gigabit-sfp-ports-switchslm2048t-eu
https://es.wikipedia.org/wiki/Router_inal%C3%A1mbrico
https://www.thomann.de/gb/swissonic_professional_router_2.htm
https://www.dell.com/tt/es/empresas/p/dell-edge-gateway-3001/pd

(p) 4/2020 – Hugo Napoli – https://hugonapoli.blogspot.com

Comunicaciones de red

El vídeo que dejaré a continuación, trata del funcionamiento de las comunicaciones en Internet, y en el resto de las redes.

Es ejemplar que exista un trabajo así; que alguien se haya tomado el trabajo de desarrollar estos conceptos de forma tan prolija, sencilla y didáctica.

La película posee un narrador (voz en off) que va explicando paso a paso cómo es el funcionamiento de los paquetes de correo electrónico, la conexión a Internet, el funcionamiento del enrutador (router), del switch, de los puertos de comunicación, del proxy, el cortafuegos (firewall), y las comunicaciones de red de todo tipo, entre otras cosas interesantes, mientras que elementos animados nos van mostrando una representación lógica de los acontecimientos que van sucediendo.

La página web oficial en donde se encuentra la película (titulada "Warriors of the net") es la siguiente: http://www.warriorsofthe.net/misc/storyes.html

La misma está disponible en unos 15 idiomas (ver aquí), y se puede descargar desde su sitio web.

Hace algún tiempo tuve la oportunidad de asistir al curso de Administración de redes dictado en el Instituto Tecnológico Superior de Montevideo, dependencia de la Universidad del Trabajo del Uruguay, en donde se me obsequió al finalizar el mismo con material diverso, en donde se encontraba un CD con esta película.

Hoy, circunstancialmente, las vueltas de la vida me han posibilitado dictar clases en esos mismos institutos en donde estudié anteriormente, y eso es algo maravilloso de lo cual, independientemente de mi futuro como trabajador, estoy y estaré siempre agradecido.

Yendo al grano, tomé el texto en español tal cual estaba en la página web oficial de Warriors of the net, y lo modifiqué en varios lugares tratando de respetar su esencia, puesto que entendí que el original no es de buena calidad.

Las imágenes también han sido tomadas de la web oficial, y no han sido modificadas en absoluto, salvo por la ampliación proporcional realizada para presentarlas en este espacio.

Aquí les dejo el texto original modificado, y más abajo estarán los enlaces de descarga.

Que lo disfruten. 

Por primera vez en la historia... La gente y las máquinas están trabajando juntos, uniendo fuerzas que no conocen límites geográficos, ni repara en etnias ni creencias. Una nueva era donde la comunicación verdaderamente lleva a unir a la gente. Este es el amanecer de la Red.

¿Quiere conocer su funcionamiento?

¿Sabe qué es lo que pasa exactamente cuando ud. hace clic en un enlace o link? Lo que sucede es que ud. inicia un flujo de información.

Esa información viaja hacia un lugar en donde el "Sr. IP" lo empaqueta, etiqueta y pone en camino.

Cada paquete es limitado en su tamaño.

En el local de alojamiento se debe decidir como dividir la información y como empaquetarla.

Cada paquete necesita una etiqueta describiendo información importante, tal como la dirección del remitente, la dirección del destinatario y el tipo de paquete que es.

Debido a que este paquete en particular va dirigido a Internet, también recibe una etiqueta para el servidor Proxy, el cual tiene una función especial, como se verá en la película.

El paquete es lanzado ahora hacia la red de área local o LAN (por sus siglas en Inglés).

Esta red es usada para conectar a todas las computadoras locales, enrutadores, impresoras de red, etc., para así generar el intercambio de información dentro de las paredes físicas del edificio.

La LAN es un lugar nada controlado y desafortunadamente pueden ocurrir accidentes. La carretera de la LAN está repleta con toda clase de información. Hay paquetes IP, paquetes Novell, paquetes AppleTalk.

Ahí van, contra la corriente, como siempre.

El enrutador local lee las direcciones y si es necesario pone los paquetes en otra red. ¡Oh, el enrutador! ¡Un símbolo de control en un mundo desordenado sin par! 

"Este va aquí." "Este va allá." "Este no es de aquí." "A este no lo quiero."

Así es él: sistemático, desinteresado, metódico, conservador y algunas veces no precisamente rápido, pero exacto... al menos la mayoría de las veces.

Cuando los paquetes dejan el enrutador, siguen su camino a través de la Intranet corporativa hacia el enrutador "switch".

Éste es un poco más eficiente que el enrutador: trabaja rápido y suelta los paquetes enrutándolos hábilmente por su camino. Es una maquinita de Pin-Ball digital, si así lo prefiere.

"Adentro, vamos... tú por aquí, adentro, adentro, por ahí..."

Cuando los paquetes llegan a su destino, son recolectados por la interfaz de red para ser enviados al siguiente nivel (en este caso, el Proxy).

El Proxy es usado por muchas empresas como un intermediario, con la función de establecer una conexión de Internet y también por razones de seguridad. Como puede verse, todos los paquetes son de diferentes tamaños, dependiendo de su contenido.

El Proxy abre el paquete y busca la dirección de Internet o URL dentro del mismo. Dependiendo de si la dirección es admisible, el paquete será enviado hacia Internet, como sucedería por ejemplo, si la dirección hallada dentro del paquete fuese "www.negocios.com".

Existen sin embargo algunas direcciones que no cuentan con la aprobación del Proxy, de acuerdo a las llamadas directrices corporativas o de administración, las cuales son inmediatamente desechadas. "Nosotros no necesitamos nada de esto".

Aquellos que logren llegar a destino, serán preparados para su retorno al camino. 

Lo que sigue: el "Firewall".

El Firewall corporativo sirve para dos propósitos: previene intromisiones mas bien indeseables provenientes de Internet, y evita que información delicada de la empresa sea enviada hacia Internet.

Una vez que es sorteado el "Firewall", un enrutador recoge cada paquete y lo coloca en un camino o ancho de banda -como se le suele llamar- mucho más estrecho.

Obviamente el camino no es lo suficientemente amplio para permitir el tránsito de todos los paquetes.

Ahora, tal vez se pregunte qué pasa con todos esos paquetes que no logran recorrer todo el camino.

Bien, cuando el "Sr. IP" no obtiene un recibo de que el paquete fue recibido a su debido tiempo, simplemente envía un paquete de reemplazo.

Ahora estamos listos para entrar al mundo de Internet. Una telaraña de redes interconectadas que se extiende por todo el orbe.

Aquí, enrutadores y switches establecen conexiones entre las redes.

Ahora, la red es un ambiente completamente distinto de lo que podemos encontrar dentro de las paredes protectoras de nuestra LAN.

Allá afuera es una enorme y caótica ciudad: abundante espacio, abundantes oportunidades, abundantes cosas por explorar, lugares a donde ir.

Gracias a un muy reducido control y a escasas regulaciones, las nuevas ideas encuentran suelo fértil que empuja las posibilidades de desarrollo, pero a causa de esta libertad, algunos peligros también pueden acechar.

Nunca sabremos cuándo será que nos encontremos con el terrible "Ping de la Muerte".

Ésta es una versión especial del paquete "Ping" normal, con la que algún energúmeno piensa vulnerar servidores insospechados.

Las rutas que los paquetes pueden tomar son satelitales, telefónicas, de redes inalámbricas o incluso cables transoceánicos. No siempre toman el camino mas corto, mas rápido o mas seguro posible, pero de cualquier modo llegarán allá, eventualmente.

Tal vez es por eso que algunas veces en tono jocoso Internet es llamada "World Wide Wait" en lugar de "World Wide Web"; pero cuando todo trabaja sin problemas, podemos circunnavegar el orbe 5 veces en menos de lo que dura el canto de un gallo, literalmente, y todo al costo de una llamada local o menos.

Cerca del fin de nuestro viaje, encontraremos otro Firewall.

Dependiendo de nuestra perspectiva como paquete de datos, el Firewall puede ser un resguardo de seguridad o un terrible adversario, según de qué lado estemos y cuáles sean nuestras intenciones.

El Firewall está diseñado para dejar entrar solamente a aquellos paquetes que cumplan con el criterio de selección.

Este Firewall tiene abiertos los puertos 80 y 25.

Todo intento de flujo a través de los demás puertos, se verá frustrado.

El puerto 25 es usado para paquetes de correo, mientras que el puerto 80 es la entrada de los paquetes de Internet hacia el Servidor Web.

Dentro del Firewall, los paquetes son filtrados mas concienzudamente.

Algunos paquetes pasan fácilmente por la aduana y otros se ven mas bien dudosos. El oficial del Firewall no es fácilmente engañado, como se ve en el caso de este paquete "Ping de la Muerte", que trata de hacerse pasar un paquete Ping normal.

"Este está bien, no hay problema." "Puede pasar, que tenga un buen día, adiós..."

Para aquellos paquetes que han sido lo suficientemente afortunados como para llegar hasta aquí, su jornada casi ha terminado. Están dirigidos hacia la interfaz para ser llevados hasta el Servidor Web.

Actualmente, un Servidor Web puede correr (funcionar) sobre diversas plataformas: desde un Mainframe, hasta la Cámara Web en nuestro escritorio, o... ¿por qué no en nuestro refrigerador?

Con la configuración apropiada, podríamos averiguar si existen los ingredientes para hacer pollo con salsa o si se tiene que ir de compras por falta de elementos.

Recuerde: este es el amanecer de la Red. Casi todo es posible.

Uno por uno, los paquetes son recibidos, abiertos y desempacados. La información que contienen, -esto es: nuestra solicitud de Información- es enviada hacia la aplicación del Servidor Web.

El paquete en si mismo es reciclado, quedando listo para ser utilizado otra vez, y rellenado con la información solicitada, etiquetado y enviado de regreso hacia nosotros.

Regresa por el Firewall, los enrutadores, y a través de todo Internet.

De vuelta a nuestro Firewall corporativo y hasta nuestra interfaz, en donde es puesto a disposición del Explorador/Navegador de Internet con la información solicitada. Como esta película.

Satisfechos con sus esfuerzos y esperanzados con en un mundo mejor, nuestros confiados paquetes se dirigen felizmente hacia el ocaso de otro día mas, sabiendo que han cumplido bien la voluntad de sus impulsores.

¿No este un final feliz?

Enlace de descarga de la película: haz clic aquí (subida propia).

Para descargar el vídeo directamente desde la página web oficial, deberás visitarla haciendo clic aquí y eligiendo la opción correspondiente.