Temario VI

- Cable cruzado:

Un cable cruzado es un tipo de cable Ethernet donde los pines de transmisión y recepción están invertidos en uno de los extremos para permitir la comunicación directa entre dos dispositivos del mismo tipo (PC-PC, switch-switch).

Configuración de pines (T568A y T568B)

• Un extremo usa T568A y el otro T568B.

• Se cruzan los pares 1-3 y 2-6 para que TX <-> RX.

• Se usaba en redes antes de la aparición del Auto-MDIX.

- Ping (consola):

El comando ping verifica la conectividad entre dos dispositivos en una red usando el protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol).

Funcionamiento

• Envía paquetes ICMP Echo Request a una IP de destino.

• Si el host está activo, responde con ICMP Echo Reply.

• Muestra: tiempo de respuesta, paquetes enviados/perdidos, TTL.

- Entrada ARP:

Una entrada ARP es una asignación de una dirección IP a una dirección MAC en la tabla ARP.

Ejemplo:

192.168.1.10 -> 00:1A:2B:3C:4D:5E 

- TTL:

Es un campo en el encabezado IP que define el número máximo de saltos que un paquete puede atravesar antes de ser descartado.

• Se reduce en 1 en cada router.

• Evita que los paquetes circulen indefinidamente.

- Trama de capa 2 (Ethernet): 

La trama de Capa 2 (Ethernet) es la estructura de datos utilizada en las redes Ethernet para la comunicación entre dispositivos en una red local (LAN). Esta trama encapsula los datos provenientes de la Capa de Red (Capa 3 del modelo OSI) y los envía a través del medio físico.

Explicación de los Campos Claves

1. Preambulo y SFD
   Permiten sincronizar la transmisión y detectar el inicio de la trama.

2. Direcciones MAC (origen y destino)
   Permiten identificar a los dispositivos en la red mediante sus direcciones físicas únicas.

3. Tipo/Longitud

   • Si es mayor a 1536 (0x0600 en hexadecimal), indica el tipo de protocolo de la Capa 3 (ej. IPv4: 0x0800, IPv6: 0x86DD).

   • Si es menor o igual a 1500, indica la longitud de los datos en la trama.

4. Datos / Payload
   Contiene la información transmitida, generalmente un paquete IP.

5. FCS (CRC - Cíclico Redundante Check)
   Se usa para verificar la integridad de la trama y detectar errores en la transmisión.

Tipos de Trama Ethernet

Existen varias versiones de tramas Ethernet, pero las más comunes son:

• Ethernet II (usada en la mayoría de las redes modernas, con el campo "Tipo")

• IEEE 802.3 (usa el campo "Longitud" y puede llevar un encabezado SNAP)

• Ethernet con VLAN (IEEE 802.1Q) (incluye un campo adicional para identificar VLANs)

- Tabla ARP:

La Tabla ARP es una base de datos que mantiene la correspondencia entre direcciones IP (Capa 3) y direcciones MAC (Capa 2) dentro de una red local.

¿Cómo funciona ARP?

1. Cuando un dispositivo quiere comunicarse con otro en la misma red, necesita conocer su dirección MAC.

2. Envía una solicitud ARP en broadcast preguntando: "¿Quién tiene esta dirección IP?".

3. El dispositivo con esa IP responde con su dirección MAC.

4. La dirección MAC se almacena en la tabla ARP para futuras comunicaciones.

- PHY:

Es un chip que actúa como intermediario entre la capa física y la capa de enlace de datos. Convierte los bits digitales en señales adecuadas para la transmisión. 

- Medios de transmisión (capa física): 

Son los materiales o medios físicos a través de los cuales viajan los datos. Pueden ser:

• Guiados: Cable coaxial, fibra óptica, par trenzado.

• No guiados: Ondas de radio, infrarrojos, microondas.

- Entramado (capa física):

El entramado es la organización de los datos en paquetes que se transmiten a través del medio físico. Incluye delimitadores de inicio y fin para que el receptor pueda identificar cada unidad de datos. 

- Impedancia: 

Es la oposición al paso de la señal en un medio de transmisión. Se mide en ohmios (Ω) y es crucial en cables para evitar pérdidas de señal.

Ejemplo:

• Cable coaxial de red Ethernet (10BASE2) tiene una impedancia de 50 Ω.

• Cable coaxial de TV tiene 75 Ω.

- Asignación de la frecuencia en la capa 1:

Se refiere a la división del espectro electromagnético para diferentes tipos de transmisión:

• Banda base: Se usa toda la capacidad del canal para una sola señal (Ethernet).

• Banda ancha: Se divide el espectro en múltiples canales (cable coaxial para TV e Internet).

- Modular (amplitud y frecuencia):

Modulación de amplitud (AM): La señal varía su amplitud según la información transmitida.

Modulación de frecuencia (FM): La frecuencia cambia para representar los datos.

-Modulación de fase (PM):

La modulación de fase consiste en variar la fase de la señal portadora en función de la señal de datos. Se usa en tecnologías como PSK (Phase Shift Keying) en redes inalámbricas. 

-Comunicaciones paralelas y seriales:

  - Paralelas: Se transmiten múltiples bits al mismo tiempo a través de varios canales. Se usa en buses de datos internos.

  - Seriales: Los datos se transmiten bit a bit en un solo canal. Es más eficiente en largas distancias (USB, RS-232).

-Multiplexación:

La multiplexación permite enviar múltiples señales en un solo canal. Tipos:

• FDM (Frequency Division Multiplexing): Se separan por frecuencia (radio, TV).

• TDM (Time Division Multiplexing): Se dividen por intervalos de tiempo (telefonía digital).

-Detección de contadora y detección de colisión:

Métodos usados para evitar colisiones en redes:

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection): Detecta colisiones y retransmite la información (Ethernet).

• CSMA/CA (Collision Avoidance): Intenta evitar colisiones mediante la espera antes de transmitir (Wi-Fi).

-La topología de la red:

Estructura física o lógica de la red. Tipos principales:

• Bus: Todos los dispositivos comparten un mismo cable.

• Estrella: Todos los dispositivos se conectan a un nodo central (switch).

• Anillo: Cada dispositivo está conectado con dos vecinos formando un circuito cerrado.

• Malla: Cada nodo tiene múltiples conexiones redundantes.

• Híbrida: Combinación de varias topologías.

- Ejemplos de protocolos (10BASE-T, 10BASE2):

Protocolos Ethernet según el tipo de cable usado:

• 10BASE-T: Ethernet sobre par trenzado (10 Mbps, hasta 100m).

• 10BASE2: Ethernet sobre cable coaxial delgado (185m máx.).

- Cable coaxial:

Medio guiado con conductor interno, dieléctrico y blindaje:

• Ventajas: Resistente a interferencias.

• Desventajas: Rígido, difícil de instalar.

• Ejemplo: Usado en 10BASE2 y redes de televisión por cable.

-UTP modelo:

Es el tipo de cable más común en redes Ethernet, utilizado principalmente en oficinas y hogares. Está compuesto por pares de cables de cobre trenzados para reducir la interferencia electromagnética sin necesidad de una capa de blindaje.

Características principales de UTP:

• Costo bajo: Es más económico que otros cables con blindaje.

• Flexibilidad: Fácil de instalar y manejar.

• Susceptible a interferencias: No tiene protección contra ruido electromagnético.

• Usado en: Redes LAN, telefonía, Internet.

- STP:

Este tipo de cable tiene una capa de blindaje (generalmente aluminio o cobre trenzado) para proteger contra interferencias electromagnéticas externas.

Características de STP:

• Mejor protección contra interferencias que UTP.

• Más costoso y menos flexible, debido al blindaje.

• Se usa en: Ambientes industriales y lugares con alta interferencia.

- Ejemplo de aplicación:
En una fábrica con maquinaria pesada que genera interferencias electromagnéticas, STP es ideal para evitar pérdidas de señal en la red.

-FTP:

Es un punto medio entre UTP y STP. En lugar de blindar cada par de cables por separado, se usa una única capa de aluminio que envuelve todos los pares de cables.

Ventajas de FTP:

• Menos costoso que STP, pero con cierta protección contra interferencias.

• Más flexible que STP, aunque menos que UTP.

• Se usa en: Oficinas y entornos donde hay interferencias moderadas.