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TEMA 61. INTEGRACIÓN DE SISTEMAS. MEDIOS DE INTERCONEXIÓN
ESTÁNDARES
INTRODUCCIÓN
La creación de redes de dispositivos es una de las grandes revoluciones en la informática. El viejo modelo de tener un solo ordenador para satisfacer todas las necesidades de una organización, se está reemplazando por otro que considera un número de ordenadores separados, pero interconectados. Pero, ¿ por qué quedarse ahí? La integración de sistemas da un paso más y ahora lo que se unen son redes en lugar de ordenadores.
Cuando se diseña una red, se debe sacar el máximo rendimiento de sus capacidades, para ello la red debe estar preparada para efectuar conexiones a través de otras redes, sin importar sus características.
En este tema hablaré de la integración de sistemas y prestando más atención a los elementos físicos para interconectarlos.
Antes comentaré que el tema podría estar incluido en el módulo Planificación y administración de redes correspondiente al CFGS ASIR, regulado en la CA Andaluza por la orden de 19 de julio de 201
INTEGRACIÓN DE SISTEMAS
Al hablar de integración de sistemas, suele emplearse el término ‘ internetworking’. El objetivo es dar servicio de comunicación de datos qué involucre diversas redes con distintas tecnologías de forma transparente al usuario. Las cuestiones técnicas de cada red pueden ser ignoradas a la hora de diseñar aplicaciones. Se superan así los límites físicos de los elementos básicos de una red y se extiende su topología.
La integración de sistemas está justificada por la enorme cantidad de SNAs (Arquitecturas de Sistema de Red) diferentes que existen.
Entre las ventajas que se logran están
- Compartir recursos dispersos
- Permitir coordinar tareas de diversos grupos de trabajo
- Reducir costes al usar recursos de otras redes
- Facilitar el aumento de la cobertura geográfica
Dependiendo del ámbito de aplicación , se habla de interconexión de área local o de área extensa. En el primer caso se conectan redes que están geográficamente cerca , creando una red metropolitana ( MAN ). En el segundo caso se conectan redes geográficamente dispersas
Aunque en el siguiente apartado me centraré en los dispositivos físicos para interconectar distintos sistemas, no hay que olvidarse del recurso más importante para las empresas: los datos. Para garantizar una correcta integración, los equipos deben compartir información entre sí. Los servicios más usados para ese fin son Samba para sistemas Windows y GNU/LINUX y NFS (Network File System) para compartir sistemas de ficheros en red.
MEDIOS DE INTERCONEXIÓN
Los distintos dispositivos que se emplean para interconectar redes se pueden diferenciar entre otras cosas por el nivel OSI al que operan. De esta forma podemos distinguir: NIVEL FÍSICO: repetidores y concentradores NIVEL DE ENLACE: puentes y conmutadores NIVEL DE RED: encaminadores NIVEL DE TRANSPORTE Y SUPERIORES (Presentación y aplicación): pasarela y convertidores de protocolo
3.1. REPETIDORES
Un repetidor es un dispositivo que permite conectar dos segmentos de red, para considerarlos como si fuese uno solo, salvando de esta forma las restricciones de distancias que establece el protocolo dado. Un repetidor recibe señales desde uno de los segmentos, las amplifica, marca los tiempos y las retransmite al otro segmento. Y ello en ambos sentidos. De esta forma se evita la pérdida que puede sufrir la señal. No realiza ninguna acción compleja sobre las señales que recibe. No es capaz de discriminar información, por lo que un paquete generado en un segmento llegará a todos los nodos que estén conectados al repetidor. Tampoco acumularla información para conectar medios que tengan distintas velocidades. De manera que si recibe señales con errores, las amplifica y retransmite exactamente como él las ha recibido.
Un repetidor sólo se puede utilizar para extender el tamaño de la red. Es como poder utilizar un cable mayor para conectar dispositivos. Trabajan en el nivel físico del modelo OSI, por lo que sólo pueden unir dos tramos con los mismos protocolos a nivel físico.
Se puede diferenciar entre repetidores locales, para enlazar redes próximas, y repetidores remotos para redes alejadas.
Un repetidor es transparente a niveles superiores y no produce retardos. Como inconveniente, produce una mayor carga en los segmentos interconectados.
3.2. CONCENTRADORES (HUBS)
Un concentrador recibe conexiones de todos los equipos conectados al mismo, de manera que existe una línea física entre cada equipo y el concentrador. El concentrador tiene un elemento interno, denominado plano posterior (backplane), al que se conectan todas estas conexiones, formando efectivamente un bus para todos ellos. Es decir, todos los equipos comparten ese bus. Cuando un equipo transmite algo, llega al bus, ya través de él se transmite a todos los equipos conectados al concentrador. Posteriormente aparecieron concentradores que tenían dentro varios buses que permitían gestionar por separado varios segmentos de red, facilitando la detección de errores. Y así han ido añadiendo más funcionalidad para convertirse en un elemento que incorpora funciones que eran típicas de otros más complejos.
Los primeros hubs eran cajas de cableado que tenían como principal beneficio la conversión de medio (por ejemplo coaxial a fibra óptica) y algunas funciones de gestión bastante primitivas como particionamiento automático en caso de problemas en un segmento. Generaciones posteriores incluyeron capacidades de gestión, supervisión y control remoto así como aceleración de diagnóstico y solución de problemas.
- Son ineficientes en grandes interconexiones de redes
- Pueden surgir problemas de temporización si se encadenan varios puentes
- (^) Puede aparecer saturación de las redes por tráfico de difusión (‘broadcasting’)
3.4. CONMUTADORES (SWITCHES)
Son dispositivos de interconexión del nivel de enlace del modelo OSI. Tienen una alta capacidad y velocidad de proceso. Pueden usarse para conectar redes LAN con distintas tecnologías. Disponen de múltiples puertos a los que se puede conectar desde un simple puesto de trabajo hasta otra red local, permitiendo así el paso de mensajes de unas a otras.
Se emplean para segmentar grandes redes en varias más pequeñas con el objetivo de disminuir la congestión. Los switches soportan varias conexiones simultáneas.
Están diseñados para soportar modo de transferencia asíncrono (ATM) bajo arquitectura punto a punto.
Según el modo en que realizan la conmutación de las tramas, existen distntas tecnologías:
- On the fly: produce un retardo muy pequeño aunque los errores los propaga, ya que lee sólo los primeros bytes de dirección
- Store and forward: produce un mayor retardo pero también un mayor control. Guarda la trama en un buffer antes de reenviarla y calcula su CRC (código de redundancia cíclica) para controlar los errores.
- Fasst routing bridge: es la tecnología de puente tradicional, no es un verdadero switch. Genera importantes retardos.
3.5. ENCAMINADORES (ROUTERS)
Trabajan en el nivel de red del modelo OSI por lo que dependen del protocolo particular de cada red. Envían paquetes de datos de una red a otra. Crea y mantiene una tabla de trayectos a través de la red y de sus correspondientes condiciones para, junto con un algoritmo, determinar en términos de distancia o coste, el mejor camino que debe seguir un paquete a una computadora de destino. Habitualmente el trayecto de un paquete a través de la red utilizará varios routers antes de llegar a su destino.
Los routers pueden clasificarse atendiendo a varios criterios. En función del área:
- Locales : interconectan dos redes por conexión directa de los medios físicos de ambas al router
- De área extensa : enlazan redes distantes
Según la forma de actualizar las tablas de encaminamiento
- Estáticos : la actualización es manual
- Dinámicos : la actualización la realiza el propio router
En función del protocolo que soportan: IPX, TCP/IP, DECnet, AppleTalk, XNS, OSI, X.
En función del protocolo de encaminamiento:
- Routing Information Protocol (RIP): comunica sistemas que pertenecen a la misma red lógica. Usan tablas de encaminamiento dinámicas que indican por donde ir y el número de saltos que se deben realizar. Se permiten 15 saltos como máximo
- Exterior Gateway Protocol (EGP): conecta dos sistemas autónomos que intercambian mensajes de actualización. Se sondean los diferentes routers para encontrar el destino. No determina el número de saltos.
- Open Shortest Path First Routin (OSPF): pretende minimizar el tráfico de encaminamiento. Cada router tiene una copia de la topología de la red. Cada equipo construye un árbol de encaminamiento diferente.
Existen variantes al modelo de router clásico, que describo a continuación:
- Router multiprotocolo: soportan tramas con diferentes protocolos de nivel de red, dirigiéndolas dinámicamente al destino por la ruta más rápida y de menor coste. No se necesita un router por cada protocolo, reduciéndose el gasto de equipamiento
- Brouter (bridging router): router multiprotocolo con funciones de puente para los protocolos que no son encaminables
- Trouter: es una combinación entre un router y un servidor de terminales. Permiten a pequeños grupos de trabajo, conectarse a LANs, WANs, impresoras y otros ordenadores sin tener que comprar un servidor de terminales. Su problema es el aumento en el tiempo de respuesta.
Las principales ventajas que aportan los routers son:
- (^) Seguridad: aíslan tráfico y facilitan la localización de errores
- Flexibilidad: no hay limitaciones de topología, enlazando redes más extensas y complejas que las enlazadas con puentes
- Soporte de protocolos: aprovechan eficientemente la información de la cabecera de los paquetes, son dependientes de los protocolos usados
- Relación precio/eficiencia: se rentabiliza su coste superior
- Control de flujo y encaminamiento: utiliza algoritmos de encaminamiento adaptativos que redirigen el tráfico hacia rutas menos congestionadas
También tienen algunos inconvenientes:
- (^) Lentitud de proceso de paquetes respecto a los puentes
- Necesidad de gestionar el subdireccionamiento en el nivel de enlace
- Precio superior a los puentes
3.6. PASARELAS (Gateway o puerta de enlace) Y CONVERTIDORES DE PROTOCOLO Operan en los niveles más altos del modelo OSI (transporte, sesión, presentación y aplicación). Interconectan redes con protocolos de alto nivel diferentes. Tienen mayor capacidad que los routers y los puentes porque además de conectar redes distintas aseguran que los datos de una red son compatibles con los de la otra. Procesa los protocolos de ambas redes permitiendo que sus dispositivos puedan comunicarse.
Por ejemplo, si desde una red Novell se deseará acceder a computadoras en una red SNA, se necesitaría una pasarela que pudiese hacer la traducción completa de los protocolos Novell a los protocolos propios de la arquitectura SNA. La pasarela estaría conectada a ambas redes como intermediario y tiene que implantar ambos protocolos completos.
miles de kilómetros, de una red para enviar pequeños archivos esporádicamente a una red para comunicación multimedia en tiempo real, las tecnologías de interconexión, además de las de comunicación, son uno de los elementos fundamentales que van a condicionar un funcionamiento óptimo.
dificultades: • Pueden estar soportadas por medios físicos diferentes (fibra óptica, coaxial fino o grueso, par trenzado, etc.) • Pueden tener diferentes velocidades (FDDI a 100 Mbps y Ethernet a 10 Mbps). • Su MTU (Maximum Transmition Unit), es decir el tamaño máximo de transmisión, también puede ser diferente. • Unas subredes pueden ser orientadas a conexión y otras no. • En unos casos el servicio que ofrezcan será fiable (X.25) y en otros no (Ethernet).
