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Personal Area Network(PAN), Red de Área Personal

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Personal Area Network(PAN), Red de Área Personal

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Se establece que las redes de área personal son una configuración básica llamada así mismo personal la cual esta integrada por los dispositivos que están situados en el entorno personal y local del usuario, ya sea en la casa, trabajo, carro, parque, centro comercial, etc. Esta configuración le permite al usuario establecer una comunicación con estos dispositivos a la hora que sea de manera rápida y eficaz.

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Es una red que cubre 10 metros como máximo, normalmente utilizadas para dispositivos portátiles personales. Esta comunicación de dispositivos peer-to-peer normalmente no requiere de altos índices de transmisión de datos y esto da como beneficio bajo consumo de energía haciendo a la WPAN adecuada para dispositivos móviles pequeños (celulares, PDAs o cámaras digitales).

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Red de Área Local. Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network)

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Red de Área Local. Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network)

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es la interconexión de varias Computadoras y periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, o con repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc., para compartir recursos e intercambiar Datos y Aplicaciones. En definitiva, permite una conexión entre dos o más equipos.

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a) Wi-Fi (o IEEE 802.11) con el respaldo de WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) ofrece una velocidad máxima de 54 Mbps en una distancia de varios cientos de metros.

b) hiperLAN2 (High Performance Radio LAN 2.0), estándar europeo desarrollado por ETSI (European Telecommunications Standards Institute). HiperLAN 2 permite a los usuarios alcanzar una velocidad máxima de 54 Mbps en un área aproximada de cien metros, y transmite dentro del rango de frecuencias de 5150 y 5300 MHz.

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Ejemplo de red de tipo BUS

Red de Área Local. Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network) es la interconexión de varias Computadoras y Periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, o con Repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc., para compartir recursos e intercambiar Datos y Aplicaciones. En definitiva, permite una conexión entre dos o más equipos.

El término red local incluye tanto el Hardware como el Software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información.

Las primeras redes fueron de tiempo compartido las mismas que utilizaban Mainframes y terminales conectadas.

Dichos entornos se implementaban con la SNA ( Arquitectura de Sistemas de Redes) de IBM (international bussines machines) y la Arquitectura de red Digital.

Las LANs (Redes de Área Local) surgieron a partir de la revolución de la PC. Las LANs permitieron que Usuarios ubicados en un área geográfica relativamente pequeña pudieran intercambiar mensajes y archivos, y tener acceso a Recursos compartidos de toda la Red, tales como Servidores de Archivos o de Aplicaciones.

Con la aparición de Netware surgió una nueva solución, la cual ofrecía: soporte imparcial para los más de cuarenta tipos existentes de tarjetas, cables y Sistemas operativos mucho más sofisticados que los que ofrecían la mayoría de los competidores. Netware dominaba el campo de las Lan de los ordenadores personales desde antes de su introducción en 1983 hasta mediados de los años 1990, cuando Microsoft introdujo Windows NT Advance Server y Windows for Workgroups.

De todos los competidores de Netware, sólo Banyan VINES tenía poder técnico comparable, pero Banyan ganó una base segura. Microsoft y 3Com trabajaron juntos para crear un sistema operativo de red simple el cual estaba formado por la base de 3Com's 3+Share, el Gestor de redes Lan de Microsoft y el Servidor del IBM. Ninguno de estos proyectos fue muy satisfactorio.

En una empresa suelen existir muchos ordenadores, los cuales necesitan de su propia impresora para imprimir informes (redundancia de Hardware), los datos almacenados en uno de los equipos es muy probable que sean necesarios en otro de los equipos de la empresa, por lo que será necesario copiarlos en este, pudiéndose producir desfases entre los datos de dos usuarios, la ocupación de los recursos de Almacenamiento en disco se multiplican (redundancia de datos), los ordenadores que trabajen con los mismos datos tendrán que tener los mismos programas para manejar dichos datos (redundancia de Software), etc.

La solución a estos problemas se llama red de área local, esta permite compartir Bases de datos (se elimina la redundancia de datos), Programas (se elimina la redundancia de Software) y Periféricos como puede ser un Módem, una Tarjeta RDSI, una Impresora, etc. (se elimina la redundancia de Hardware); poniendo a nuestra disposición otros medios de comunicación como pueden ser el Correo electrónico y el Chat. Nos permite realizar un proceso distribuido, es decir, las tareas se pueden repartir en distintos nodos y nos permite la integración de los procesos y datos de cada uno de los Usuarios en un sistema de trabajo corporativo. Tener la posibilidad de centralizar información o procedimientos facilita la administración y la gestión de los equipos.

Además una red de área local conlleva un importante ahorro, tanto de tiempo, ya que se logra gestión de la información y del trabajo, como de dinero, ya que no es preciso comprar muchos Periféricos, se consume menos papel, y en una conexión a Internet se puede utilizar una única Conexión telefónica o de Banda Ancha compartida por varios ordenadores conectados en Red.

Características importantes

Tecnología Broadcast (difusión) con el medio de transmisión compartido.

Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps y 1 Gbps.

Extensión máxima no superior a 3 km (una FDDI puede llegar a 200 km)

Uso de un medio de comunicación privado

La simplicidad del medio de transmisión que utiliza (Cable coaxial, Cables telefónicos y Fibra óptica)

La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el Hardware y el Software

Gran variedad y número de dispositivos conectados

Posibilidad de conexión con otras redes

Limitante de 100 m, puede llegar a mas si se usan Repetidores.

Topología de la red

La topología de red define la estructura de una red. Una parte de la definición topológica es la Topología física, que es la disposición real de los Cables o medios. La otra parte es la Topología lógica, que define la forma en que los Hosts acceden a los medios para enviar datos. Las topologías más comúnmente usadas son las siguientes:

Topologías físicas

Una Topología de bus circular usa un solo cable Backbone que debe terminarse en ambos extremos. Todos los Hosts se conectan directamente a este Backbone.

La Topología de anillo conecta un Host con el siguiente y al último host con el primero. Esto crea un anillo físico de cable.

La Topología en estrella conecta todos los cables con un punto central de concentración.

Una Topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí mediante la conexión de Hubs o Switches. Esta topología puede extender el alcance y la cobertura de la red.

Una Topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar los HUBs o Switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico de la topología.

La Topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de malla en los sistemas de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. En esta topología, cada Host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Aunque Internet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la Topología de malla completa.

Topologías lógicas
La topología lógica de una red es la forma en que los Hosts se comunican a través del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son Broadcast y transmisión de Tokens.

La Topología broadcast simplemente significa que cada Host envía sus datos hacia todos los demás Hosts del medio de red. No existe una orden que las estaciones deban seguir para utilizar la red. Es por orden de llegada, es como funciona Ethernet.

La Topología transmisión de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un Token electrónico a cada Host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, ese Host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host y el proceso se vuelve a repetir. Dos ejemplos de redes que utilizan la transmisión de tokens son Token Ring y la Interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI). Arcnet es una variación de Token Ring y FDDI. Arcnet es la transmisión de Tokensen una Topología de bus.

La oferta de redes de área local es muy amplia, existiendo soluciones casi para cualquier circunstancia. Podemos seleccionar el tipo de Cable, la Topología e incluso el tipo de transmisión que más se adapte a nuestras necesidades. Sin embargo, de toda esta oferta las soluciones más extendidas son tres: Ethernet, Token Ring y Arcnet.

Comparativa de los tipos de redes

Para elegir el tipo de red que más se adapte a nuestras pretensiones, tenemos que tener en cuenta distintos factores, como son el número de estaciones, distancia máxima entre ellas, dificultad del cableado, necesidades de velocidad de respuesta o de enviar otras informaciones aparte de los datos de la red y, como no, el costo.

Como referencia para los parámetros anteriores, podemos realizar una comparación de los tres tipos de redes comentados anteriormente. Para ello, supongamos que el tipo Ethernet y Arcnet se instalan con Cable coaxial y Token Ring con Cable de par trenzado apantallado. En cuanto a las facilidades de instalación, Arcnet resulta ser la más fácil de instalar debido a su topología. Ethernet y Token Ring necesitan de mayor reflexión antes de proceder con su implementación.

En cuanto a la velocidad, Ethernet es la más rápida, 10/100/1000 Mb/s, Arcnet funciona a 2,5 Mb/s y Token Ring a 4 Mb/s. Actualmente existe una versión de Token Ring a 16 Mb/s, pero necesita un tipo de cableado más caro.

En cuanto al precio, Arcnet es la que ofrece un menor coste; por un lado porque las tarjetas que se instalan en los PC para este tipo de redes son más baratas, y por otro, porque el cableado es más accesible. Token Ring resulta ser la que tiene un precio más elevado, porque, aunque las placas de los PC son más baratas que las de la red Ethernet, sin embargo su cableado resulta ser caro, entre otras cosas porque se precisa de una MAU por cada grupo de ocho usuarios mas.

Componente

Servidor: el servidor es aquel o aquellos ordenadores que van a compartir sus recursos Hardware y Software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
* Estación de trabajo: los ordenadores que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.

Gateway o pasarelas: es un Hardware y Software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes ordenadores (Mainframe). El Gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red, y viceversa.

Bridge o puentes: es un Hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un Servidor]] de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una Estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la Red telefónica, RDSI o Red de conmutación de paquetes.

Tarjeta de red: también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre el Ordenador y la Red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con el ordenador se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.

Concentradores de cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red.

Existen dos tipos de concentradores de cableado:

1. Concentradores pasivos: actúan como un simple concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la Red.

2. Concentradores activos: además de su función básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas.

Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la Red. Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama Topología lógica.
Existen dos tipos principales:

1. Concentradores con topología lógica en bus ( HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.

2. Concentradores con topología lógica en anillo ( MAU): se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.

Descripción de la figura

La red está conectada a Internet. Ésta se encuentra protegida de ataques externos mediante un Firewall (no completamente protegido). Luego se pasa a una zona desmilitarizada. En esta zona se encuentran los servidores que tienen contacto con el exterior y además protege a la red interna. Los servidores se encuentran comunicados con las estaciones de trabajo, a través, de un Hub o Switch. Los clientes de esta red son estaciones en las que corren sistemas operativos como MacOS X, GNU/Linux y Windows, además tenemos una impresora de red y podemos disponer de otros periféricos como escáneres, faxes, etc. (algunos de estos necesitando un software adicional para realizar el trabajo). Se puede ver en esta red un dispositivo inalámbrico, Bluetooth y cualquier otro que muestre las características necesarias para el funcionamiento de una red local.

Enlaces externos

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Ejemplo de red de tipo BUS Red de Área Local. Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network) es la interconexión de varias Computadoras y Periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, o con Repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro.

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Campus Area Network, Red de Area Campus. 

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Campus Area Network, Red de Area Campus. 

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Una red de área de campus (CAN) es una red que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus de verano, o una base militar. Puede ser considerada como parte de una red de área metropolitana que se aplica específicamente a un ambiente . Por lo tanto, una red de área de campus es más grande que una red de área local, pero más pequeña que una red de área amplia.

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Una red de área de campus ( CAN) es una red que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus de verano, o una base militar. Puede ser considerada como parte de una red de área metropolitana que se aplica específicamente a un ambiente . Por lo tanto, una red de área de campus es más grande que una red de área local, pero más pequeña que una red de área amplia.

En un campus los edificios de una universidad están conectados usando el mismo tipo de equipo y tecnologías de redes que se usarían en un LAN. Además, todos los componentes, incluyendo conmutadores, enrutadores, cableado, y otros, le pertenecen a la misma organización.

Una CAN es una colección de LANs dispersadas geográficamente dentro de un campus (universitario, oficinas de gobierno, maquilas o industrias) pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada en kilómetros.

Una CAN utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y Gigabit Ethernet para conectividad a través de medios de comunicación tales como fibra óptica y espectro disperso.

Enlaces externos

Categorías: Redes informáticas

Fuente: Wikipedia (Autores [Historia]) Licencia: CC-by-sa-3.0

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Una red de área de campus ( CAN) es una red que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus de verano, o una base militar. Puede ser considerada como parte de una red de área metropolitana que se aplica específicamente a un ambiente .

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Una CAN es una colección de LAN que utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y Gigabyte Ethernet para conectividad a través d e medios de comunicación tales como fibra óptica y espectro disperso.

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Una Red de área metropolitana (MAN) conecta diversas LAN cercanas geográficamente (en un área de alrededor de cincuenta kilómetros) entre sí a alta velocidad. Por lo tanto, una MAN permite que dos nodos remotos se comuniquen como si fueran parte de la misma Red de Área Local.

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Es una red con transmisión inalámbrica estándar (802.16) de datos que, gracias a su ancho de banda, permite el despliegue de servicios fijos de voz, acceso a internet, comunicaciones de datos en redes privadas, y video bajo demanda.
Wimax ofrece conexiones de velocidades similares al ADSL, lo que lo convierte en el principal candidato para la base de las redes Metropolitanas de acceso a Internet, además de servir de apoyo para facilitar las conexiones en zonas rurales, y usarse en el mundo empresarial para implementar las comunicaciones internas.

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Las redes WAN también se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas cercanas a una ciudad, estas no contienen elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Estas redes pueden ser públicas o privadas.

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Las redes de área metropolitana tienen muchísimas y variadas aplicaciones, las principales son:

Despliegue de servicios de VoIP (Voz sobre Protocolo de Internet), en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las "obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI, eliminando el gasto corriente de estas líneas.

Interconexión de redes de área local (LAN)

Despliegue de Zonas Wifi sin Backhaul inalámbrico (Femtocell) liberando la totalidad de canales Wifi para acceso, esto en la práctica supone más del 60% de mejora en la conexión de usuarios wifi.

Interconexión ordenador a ordenador

Sistemas de videovigilancia municipal.

Transmisión CAD/CAM

Pasarelas para redes de área extensa (WAN)

Alta fiabilidad

Fiabilidad referida a la tasa de error de la red mientras se encuentra en operación. Se entiende por tasa de error el número de bits erróneos que se transmiten por la red. En general la tasa de error para fibra óptica es menor que la del cable de cobre a igualdad de longitud. La tasa de error no detectada por los mecanismos de detección de errores es del orden de 10-20. Esta característica permite a la redes de área metropolitana trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos como es el caso del control de tráfico aéreo. La creación de redes metropolitanas municipales permitiría a los ayuntamientos contar con una infraestructura de altas prestaciones al dotarlos con una red propia similar a la de los proveedores de servicios de Internet. De esta forma el ayuntamiento puede conectar nuevas sedes, usuarios remotos o videocámaras en la vía pública.

Tráfico en tiempo real

Las redes de área metropolitana garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos, lo cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios para aplicaciones en tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes atraviesen la red sin retraso incluso cuando la carga de red es elevada.

Entre nodo y nodo no se puede tener, por ejemplo más de 100 kilómetros de cable. Se puede tener en aproximación límite unos 20 km de cable, pero no se sabe en que momento se puede perder la información o los datos mandados.

Los servicios síncronos requieren una reserva de ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo. Por este motivo las redes de área metropolitana son redes óptimas para entornos de tráfico multimedia, si bien no todas las redes metropolitanas soportan tráficos isócronos (transmisión de información a intervalos constantes).

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Las redes de área metropolitana tienen muchísimas y variadas aplicaciones, las principales son: Despliegue de servicios de VoIP (Voz sobre Protocolo de Internet), en el ámbito metropolitano, permitiendo eliminar las "obsoletas" líneas tradicionales de telefonía analógica o RDSI, eliminando el gasto corriente de estas líneas.

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Red de Área Extensa, también llamada Red de Área Amplia o WAN (sigla inglesa Wide Area Network)

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Red de Área Extensa, también llamada Red de Área Amplia o WAN (sigla inglesa Wide Area Network)

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son redes de comunicaciones que conectan equipos destinados a ejecutar programas de usuario (en el nivel de aplicación)

Cada uno de los equipos terminales suele denominarse nodo o host, y se llama subred de comunicación (o, simplemente, subred) al conjunto de líneas de transmisión y encaminadores (o router) que permiten que los hosts se comuniquen entre sí.

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Es una red capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, proveyendo
de servicio a un país o un continente.
Las tasas de transmisión en redes WAN se extienden generalmente a partir de 1200 bit/s hasta 24 Mbit/s, a pesar de algunas conexiones, tales como cajeros automáticos y líneas
arrendadas pueden llegar a velocidades superiores a 156 Mbit/s.
Las redes WAN mas utilizadas son las líneas telefónicas, enlaces de microondas y vía
satélite.
Los métodos para transferir información en redes inalámbricas pueden clasificarse en sistemas de banda angosta (Narrowband) y en sistemas basados en espectro Disperso o
Expandido (Spread Spectrum).

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Una red de área de almacenamiento (SAN) es una red de alta velocidad dedicada e independiente que interconecta dispositivos de almacenamiento con múltiples servidores y entrega pools de recursos de almacenamiento en forma de LUNS que expanden las capacidades para guardar información de los hosts (servidores) y sus aplicaciones.

Cada servidor puede acceder al almacenamiento compartido como si fuera una unidad conectada directamente al servidor. Una SAN generalmente se ensambla con cables, adaptadores de bus (HBA´s) y switches SAN conectados a sistemas de almacenamiento y servidores. Cada Switch y sistema de almacenamiento en la SAN debe estar interconectado.

Como se mencionó anteriormente, una SAN es un almacenamiento basado en bloques, que aprovecha una arquitectura de alta velocidad para interconectar los servidores a sus unidades de disco lógico (LUN):

- De forma técnica, un LUN es un rango de bloques aprovisionados desde un grupo de almacenamiento compartido y presentados al servidor como un disco lógico, el servidor particiona y formatea esos bloques generalmente con un sistema de archivos para que pueda almacenar datos en el LUN tal como lo haría en el almacenamiento en disco local.

- De forma resumida, un LUN es el volumen/unidad de espacio lógico que un almacenamiento externo le proporciona a un servidor y que este último va a ver como si fuera un disco local como cualquiera, por ejemplo:

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¿Qué es una SAN? Las redes de almacenamiento compartido (SAN) son la arquitectura de red de almacenamiento más comunes utilizadas por las empresas para las aplicaciones críticas del el negocio, que necesitan entregar alto rendimiento y baja latencia. . Figura 1.- Ejemplo ilustrativo de una SAN tradicional

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 (Storage Area Network, Red de Área de Almacenamiento)

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 (Storage Area Network, Red de Área de Almacenamiento)

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es una red de alta velocidad, dedicada especialmente para el almacenamiento de datos y que está conectada a uno o más servidores a través de fibra óptica. Las redes SAN comúnmente utilizan arreglos RAID (Redundant Array of Independent Disks), “Conjunto Redundante de Discos Independientes” de tecnología SCSI, aunque también pueden utilizan otros dispositivos de almacenamiento como discos ópticos y cintas

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Cada servidor puede acceder al almacenamiento compartido como si fuera una unidad conectada directamente al servidor. Una SAN generalmente se ensambla con cables, adaptadores de bus (HBA´s) y switches SAN conectados a sistemas de almacenamiento y servidores. Cada Switch y sistema de almacenamiento en la SAN debe estar interconectado.

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Están diseñados para eliminar puntos únicos de falla haciendo que las SAN sean altamente disponibles y resistentes. Una SAN bien diseñada puede soportar fácilmente fallas de múltiples componentes o dispositivos

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 Red de área local virtual (Virtual Local Area Network o VLAN)

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 Red de área local virtual (Virtual Local Area Network o VLAN)

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Las VLAN o Red de Área Local Virtual, son una tecnología a nivel de capa 2 del modelo de referencia OSI que ayuda a optimizar, proteger y segmentar el tráfico de la red. La capacidad que posee esta tecnología, de ayudar a mejorar el rendimiento de la red, se debe, principalmente, a la creación de dominios de broadcast individuales por cada VLAN creada en el Switch o Router.

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Las VLANs están definidas en el estándar de la IEEE 802.1Q y ayudan a segmentar la red de acceso del CAT en departamentos, por ejemplo los usuarios del departamento de procesamiento de imágenes estarán dentro de una subred y los de administración de tecnología en otra subred.

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Las VLANs proveen varios beneficios a la capa de acceso entre los cuáles se encuentran:  Seguridad.- Se puede separar a una VLAN diferente con acceso restringido toda la información de carácter confidencial. Evitando brechas para el robo de información.  Mejora Rendimiento.- Como ya se había mencionado las VLANs mejoran el rendimiento de nuestra red con una simple implementación en la capa de acceso.  Mejora Manejabilidad.- Las VLANs facilitan el manejo de una red dividiéndola en varios dominios de broadcast, así cada una de las áreas de la organización pueden contar con su propia VLAN incluso los encargados de administrar la red puede configurar una VLAN para el acceso remoto a switches y routers. Capítulo I: Contexto de las Redes de Datos en la Actualidad 31  Adaptabilidad.- La utilización de VLANs se adaptan a aplicaciones de finalidad específica para negocios e investigación, en el caso de los Data Centers pueden dar prioridad a los paquetes de datos que se dirigen a dichos servidores. 

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Las VLANs proveen varios beneficios a la capa de acceso entre los cuáles se encuentran:  Seguridad.- Se puede separar a una VLAN diferente con acceso restringido toda la información de carácter confidencial. Evitando brechas para el robo de información.  Mejora Rendimiento.- Como ya se había mencionado las VLANs mejoran el rendimiento de nuestra red con una simple implementación en la capa de acceso.  Mejora Manejabilidad.- Las VLANs facilitan el manejo de una red dividiéndola en varios dominios de broadcast, así cada una de las áreas de la organización pueden contar con su propia VLAN incluso los encargados de administrar la red puede configurar una VLAN para el acceso remoto a switches y routers. Capítulo I: Contexto de las Redes de Datos en la Actualidad 31  Adaptabilidad.- La utilización de VLANs se adaptan a aplicaciones de finalidad específica para negocios e investigación, en el caso de los Data Centers pueden dar prioridad a los paquetes de datos que se dirigen a dichos servidores. 

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Esta red permite tener un sistema robusto en cuanto a la consistencia de los datos, lo que garantiza una mayor calidad en el traspaso de la información y la facilidad de hacerlo remotamente; además, existen diferentes ventajas al usar este tipo de red, tales como:

1. Mejor flexibilidad en la configuración, conexión y permisos de administrador especiales.

2. Un sistema multi maestro.

3. Garantía de respuesta rápida en cuanto al tiempo de latencia.

Gracias a estas ventajas podemos tener una mejor administración del área para la cual se creó esta red. Esto facilita la reparación rápida de fallas, así como también un mayor soporte con los servidores

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Red de Área Local Virtual

VLAN utilizando agrupación de patrones de tráfico

Las VLAN o Red de Área Local Virtual, son una tecnología a nivel de capa 2 del modelo de referencia OSI que ayuda a optimizar, proteger y segmentar el tráfico de la red. La capacidad que posee esta tecnología, de ayudar a mejorar el rendimiento de la red, se debe, principalmente, a la creación de dominios de broadcast individuales por cada VLAN creada en el Switch o Router.

Las VLAN se usan en ambientes, normalmente, empresariales que requieren asegurar segmentos de redes dentro de la misma infraestructura de red. Por ejemplo, en casos, donde no queremos que el tráfico del departamento de desarrollo de software se una con el tráfico del departamento de administración y mercadeo, se puede utilizar una VLAN para segmentar el tráfico de datos de un departamento y otra VLAN para segmentar el tráfico de datos del otro departamento.

Después de los experimentos exitosos con Ethernet desde 1981 a 1984, el Dr. David W. Sincoskie se unió a Bellcore y comenzó a abordar el problema de la ampliación de las redes Ethernet. En 10 Mbit / s, Ethernet fue más rápido que la mayoría de las alternativas de la época, sin embargo, Ethernet fue una red de difusión y no había manera de la conexión de múltiples redes Ethernet. Esto limita el ancho de banda total de una red Ethernet a 10Mbit / s, y la distancia máxima entre dos nodos a unos pocos cientos de metros.

Por el contrario, aunque la velocidad pico de la red telefónica existente para las conexiones individuales se limitó a 56 kbit / s (menos de la centésima parte de la velocidad de Ethernet de uno), el ancho de banda total de la red se estimó en 1 Tbit/ s, capaz de mover más de un centenar mil veces más información en un plazo de tiempo determinado.

Aunque era posible usar enrutamiento IP para conectar múltiplesredes Ethernet, los VAX-11/780 eran equipos comúnmente usados ​​como routers el cual costaba 400.000 dólares cada uno en ese momento, y su rendimiento total fue significativamente menor que las velocidades de Ethernet. Sincoskie comenzó a buscar alternativas que requieren menos procesamiento por paquete. En el proceso, independientemente reinventado el switch de auto-aprendizaje ethernet.

Sin embargo, utilizando switch para conectar múltiples redes Ethernet de un modo tolerante a fallos requiere rutas redundantes a través de dicha red, que a su vez requiere una configuración de árbol de expansión. Esto asegura que sólo hay un camino activo de cualquier nodo de origen a cualquier destino en la red. Esto provoca que los switch céntricos para convertirse en cuellos de botella, lo que limita la escalabilidad a medida que más redes están interconectadas.

Para ayudar a aliviar este problema,Sincoskie inventó VLANs mediante la adición de una etiqueta a cada paquete Ethernet. Estas etiquetas pueden ser reconocidas por colores, por ejemplo rojo, verde o azul. Luego, cada detector puede ser asignado para manejar paquetes de un solo color, e ignorar el resto. Las redes pueden interconectarse con tres árboles diferentes que abarcan: un árbol rojo que abarca, un árbol verde que abarca, y un árbol azul de expansión. Mediante el envío de un paquete de mezcla de colores diferentes, el ancho de banda total se puede mejorar. Sincoskie refirió a esto como un puente de múltiples árboles.

Este "color" es lo que se conoce en la trama Ethernet como la cabecera 802.1Q, o la etiqueta de VLAN.Mientras que las VLAN se utilizan comúnmente en las modernas redes Ethernet, usándolos para su finalidad inicial sería bastante inusual.

Los arquitectos de red configuran las VLAN para proporcionar los servicios de segmentación tradicionalmente prestados por los routers en configuraciones de LAN. VLAN abordan cuestiones tales como la escalabilidad, seguridad y gestión de red. Los routers en las topologías de VLAN proporcionan filtrado de broadcast, seguridad, resumen la dirección y la gestióndel flujo del tráfico. Por definición, los switch no puedes uperar el tráfico IP entre las VLAN ya que al hacerlo violaría la integridad del dominio de broadcast VLAN.

Las VLAN también pueden ayudar a crearmúltiples redes de nivel 3 de la misma capa 2switch. Por ejemplo, si un servidor DHCP está conectado aun switch que servirá cualquier máquina en la que el switch está configurado para obtenersu dirección IP desde un servidorDHCP. Mediante el uso de VLAN que se puede dividir la red en lo que algunos hosts no usar ese servidor DHCP y obtener direcciones locales de vínculo, o para obtener una dirección desdeotro servidor DHCP. Los anfitriones también pueden utilizar unservidor DNS siun servidor DHCP no está disponible.

Las VLAN son construcciones de capa 2, en comparación con las subredesIP, que son construcciones de capa 3. En un entorno en el empleo de las VLAN, una relación de uno a uno a menudo existe entre VLAN y las subredesIP, aunque es posible tener varias subredes en una VLAN. VLANs y subredes IP proporcionan 2 Capa Capaindependiente y construcciones que se correlacionan entre sí y en correspondencia del proceso de diseño de red. Mediante el uso de VLAN, se puede controlar los patrones de tráfico y reaccionar con rapidez a los deslocalizaciones. Las VLAN ofrecenla flexibilidad necesaria para adaptarsea los cambios en los requisitos de redy permiten una administración simplificada.

VLAN también se podría utilizar en una escuela o entorno de trabajo para facilitar el acceso a las redes locales, para permitir la administración fácil, y para evitar la switch de la red.

En las VLAN de cloud computing, las direcciones IP y direccionesMAC en ellos son recursos que los usuarios finales pueden gestionar. La colocación de la nube máquinas virtuales basadas en VLANs puede ser preferible directamente en Internet para evitar problemas de seguridad

Clasificación

Aunque las más habituales son las VLANs basadas en puertos (nivel 1), las redes de área local virtuales se pueden clasificar en cuatro tipos según el nivel de la jerarquía OSI en el que operen:

VLAN de nivel 1 (por puerto). También conocida como "port switching". Se especifica qué puertos del switch pertenencen a la VLAN, los miembros de dicha VLAN son los que se conecten a esos puertos. No permite la movilidad de los usuarios, habría que reconfigurar las VLANs si el usuario se mueve físicamente. Es la más común y la que se explica en profundidad en este artículo.

VLAN de nivel 2 por direcciones MAC. Se asignan hosts a una VLAN en función de su dirección MAC. Tiene la ventaja de que no hay que reconfigurar el dispositivo de conmutación si el usuario cambia su localización, es decir, se conecta a otro puerto de ese u otro dispositivo. El principal inconveniente es que si hay cientos de usuarios habría que asignar los miembros uno a uno.

VLAN de nivel 2 por tipo de protocolo. La VLAN queda determinada por el contenido del campo tipo de protocolo de la trama MAC. Por ejemplo, se asociaría VLAN 1 al protocolo IPv4, VLAN 2 al protocolo IPv6, VLAN 3 a AppleTalk, VLAN 4 a IPX.

VLAN de nivel 3 por direcciones de subred (subred virtual). La cabecera de nivel 3 se utiliza para mapear la VLAN a la que pertenece. En este tipo de VLAN son los paquetes, y no las estaciones, quienes pertenecen a la VLAN. Estaciones con múltiples protocolos de red (nivel 3) estarán en múltiples VLANs.

VLAN de niveles superiores. Se crea una VLAN para cada aplicación: FTP, flujos multimedia, correo electrónico. La pertenencia a una VLAN puede basarse en una combinación de factores como puertos, direcciones MAC, subred, hora del día.

Implementación

Un switch básico no está configurado para VLANs, tiene una funcionalidad VLAN activada o desactivada permanentemente, con una VLAN por defecto que contiene todos los puertos del dispositivo como miembros. Cada dispositivo conectado a uno de sus puertos pueden enviar paquetes a cualquiera de los otros. La separación de los puertos por los grupos de VLAN separa su tráfico muy parecido a la conexión de los dispositivos a otro conmutador, distinto de su propia.

La configuración del primer grupo de puerto personalizado VLAN generalmente implica la eliminación de los puertos de la VLAN por defecto, tales que el primer grupo personalizado de puertos VLAN es en realidad la segunda VLAN en el dispositivo, además de la VLAN por defecto. La VLAN predeterminada suele tener un diámetro interior de 1.

Si un puerto del grupo VLAN no existen en un dispositivo, entonces no hay puertos que sean miembros del grupo de VLAN, los mismos necesita ser etiquetados. Estos puertos por lo tanto se considera "sin etiqueta". Es sólo cuando el grupo de VLAN del puerto es extender a otro dispositivo de marcado que se utiliza. Dado que las comunicaciones entre los puertos de dos switch diferentes viajan a través de los puertos de enlace ascendente de cada switch implicado, cada VLAN que contiene estos puertos también debe contener el puerto de enlace ascendente de cada switch involucrados, y estos puertos deben estar etiquetados. Esto también se aplica a la VLAN por defecto.

Algunos conmutadores permiten o requieren un nombre para la VLAN, pero es sólo el número de grupo de VLAN que es importante desde un conmutador a otro.Cuando un grupo de VLAN es para pasar simplemente a través de un conmutador intermedio a través de dos puertos de paso, sólo los dos puertos debe ser un miembro de la VLAN, y se marcan para pasar tanto la requerida VLAN y la VLAN por defecto en el switch intermedio.

La gestión del switch requiere que las funciones administrativas para estar asociado con una de las VLAN configuradas. Si la VLAN por defecto se han suprimido o que pasa a ser sin mover primero la conexión de gestión a una VLAN diferente, es posible para el técnico que se cierre la puerta de la configuración del conmutador, lo que requiere una limpieza forzada de la configuración del dispositivo (posiblemente en el valor predeterminado de fábrica) para recuperar el acceso.

Los switch suelen no tener ningún método incorporado para indicar los miembros de VLAN de puerto para alguien que trabaja en un cableado determinado. Es necesario que el técnico tenga acceso administrativo al dispositivo para ver su configuración, o para los gráficos de asignación de VLAN del puerto o los diagramas para mantenerse junto a los switch en cada cableado. Estos deben ser actualizados manualmente por el personal técnico siempre que los cambios de puerto de afiliación se hacen para las VLAN.

La configuración remota de VLANs presenta varias oportunidades para un técnico para cortar las comunicaciones por accidente y perder la conectividad con los dispositivos que están tratando de configurar. Acciones como la subdivisión de la VLAN predeterminada por la división de los puertos de conmutación de enlace ascendente en una VLAN separada puede terminar toda la conectividad remota, lo que requiere que el dispositivo se consultarse físicamente en el lugar distante para continuar el proceso de configuración.

Establecimiento de membresías VLAN

Los dos enfoques comunes para asignar la membresía a VLAN son las siguientes:

VLAN estáticas también se les conoce como VLANs basadas en puertos. Asignaciones de VLAN estáticas se crean mediante la asignación de puertos a una VLAN. Como un dispositivo entra en la red, el dispositivo asume automáticamente la VLAN del puerto. Si el usuario cambia los puertos y las necesidades de acceso a la misma VLAN, el administrador de red de forma manual debe hacer una asignación de puerto a VLAN para la nueva conexión.

VLAN dinámicas se crean mediante el uso de software. Con un servidor de políticas VLAN Management (VMPS), un administrador puede asignar puertos de switch a las VLAN de forma dinámica basándose en la información, como la dirección MAC de origen del dispositivo conectado al puerto o el nombre de usuario utilizado para iniciar sesión en el dispositivo. Como un dispositivo entra en la red, el switch de consulta una base de datos para el número de miembros de la VLAN del puerto que está conectado al dispositivo.

VLAN basadas en protocolos

En un switch que soporta VLAN basadas en el protocolo, el tráfico se gestiona sobre la base de su protocolo. Esencialmente, esto se segrega o reenvía el tráfico de un puerto en función del protocolo particular de que el tráfico, el tráfico de cualquier otro protocolo no se reenvía en el puerto.

Por ejemplo, es posible conectarse a un switch dado:

Una gran generación de tráfico ARP al puerto 10

Una red con tráfico IPX al puerto 20

Un router IP de reenvío de tráfico en el puerto 30

Si una VLAN basada en protocolo que se crea soporta IP y contiene los tres puertos, esto evita que el tráfico IPX que se reenvíen a los puertos 10 y 30, y el tráfico ARP a partir de su comunicación a los puertos 20 y 30, al tiempo que permite el tráfico IP que se remitirá en los tres puertos.

Diseño de VLAN

Las redes institucionales y corporativas modernas suelen estar configuradas de forma jerárquica dividiéndose en varios grupos de trabajo. Razones de seguridad y confidencialidad aconsejan también limitar el ámbito del tráfico de difusión para que un usuario no autorizado no pueda acceder a recursos o a información que no le corresponde. Por ejemplo, la red institucional de un campus universitario suele separar los usuarios en tres grupos: alumnos, profesores y administración. Cada uno de estos grupos constituye un dominio de difusión, una VLAN, y se suele corresponder asimismo con una subred IP diferente. De esta manera la comunicación entre miembros del mismo grupo se puede hacer en nivel 2, y los grupos están aislados entre sí, sólo se pueden comunicar a través de un router.

La definición de múltiples VLANs y el uso de enlaces trunk, frente a las redes LAN interconectadas con un router, es una solución escalable. Si se deciden crear nuevos grupos se pueden acomodar fácilmente las nuevas VLANs haciendo una redistribución de los puertos de los switches. Además, la pertenencia de un miembro de la comunidad universitaria a una VLAN es independiente de su ubicación física. E incluso se puede lograr que un equipo pertenezca a varias VLANs (mediante el uso de una tarjeta de red que soporte trunk).

Imagine que el Jovenclub tiene una red con un rango de direcciones IP del tipo 192.168.XXX.0/24, cada VLAN, definida en la capa de enlace de datos (nivel 2 de OSI), se corresponderá con una subred IP distinta: VLAN 10. Administración. Subred IP 192.168.10.0/24 VLAN 20. instructores. Subred IP 192.168.20.0/24 VLAN 30. estudiantes. Subred IP 192.168.30.0/24 En cada local del jovenclub hay un switch denominado de acceso, porque a él se conectan directamente los sistemas finales. Los switches de acceso están conectados con enlaces trunk (enlace que transporta tráfico de las tres VLANs) a un switch troncal, de grandes prestaciones, típicamente Gigabit Ethernet o 10-Gigabit Ethernet. Este switch está unido a un router también con un enlace trunk, el router es el encargado de llevar el tráfico de una VLAN a otra.

Ejemplo de configuración de VLAN

A continuación se presentan a modo de ejemplo los comandos IOS para configurar los switches y routeres del escenario anterior.

Creamos las VLANs en el switch troncal, suponemos que este switch actúa de servidor y se sincroniza con el resto:

Switch-troncal> enable
Switch-troncal# configure terminal
Switch-troncal(config)# vlan database
Switch-troncal(config-vlan)# vlan 10 name administracion
Switch-troncal(config-vlan)# vlan 20 name instructores
Switch-troncal(config-vlan)# vlan 30 name estudiantes
Switch-troncal(config-vlan)# exit

Definimos como puertos trunk los cuatro del switch troncal:

Switch-troncal(config)# interface range g0/0 -3
Switch-troncal(config-if-range)# switchport
Switch-troncal(config-if-range)# switchport mode trunk
Switch-troncal(config-if-range)# switchport trunk native vlan 10
Switch-troncal(config-if-range)# switchport trunk allowed vlan 20, 30
Switch-troncal(config-if-range)# exit

Ahora habría que definir en cada switch de acceso qué rango de puertos dedicamos a cada VLAN. Vamos a suponer que se utilizan las interfaces f0/0-15 para la vlan adminstracion, f0/16,31 para vlan instructores y f0/32-47 para la vlan estudiantes.

Switch-1(config)# interface range f0/0 -15
Switch-1(config-if-range)# switchport
Switch-1(config-if-range)# switchport mode access
Switch-1(config-if-range)# switchport mode access
Switch-1(config-if-range)# switchport  access vlan 10
Switch-1(config-if-range)# exit
Switch-1(config)# interface range f0/16 -31
Switch-1(config-if-range)# switchport
Switch-1(config-if-range)# switchport mode access
Switch-1(config-if-range)# switchport  access vlan 20
Switch-1(config-if-range)# exit
Switch-1(config)# interface range f0/32 -47
Switch-1(config-if-range)# switchport
Switch-1(config-if-range)# switchport mode access
Switch-1(config-if-range)# switchport  access vlan 30
Switch-1(config-if-range)# exit

Definimos como trunk el puerto que conecta cada switch de acceso con el troncal:

Switch-1(config)# interface g0/0
Switch-1(config-if)# switchport
Switch-1(config-if)# switchport mode trunk
Switch-1(config-if)# switchport trunk native vlan 10
Switch-1(config-if)# switchport trunk allowed vlan 20,30
Switch-1(config-if)# exit

En el router creamos una subinterfaz por cada VLAN transportada en el enlace trunk:

Router(config)# interface f2
Router(config-if)# no ip address
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface f2.1
Router(config-if)# encapsulation dot1q 10 native
Router(config-if)# ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface f2.2
Router(config-if)# encapsulation dot1q 20
Router(config-if)# ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface f2.3
Router(config-if)# encapsulation dot1q 30
Router(config-if)# ip address 192.168.30.1 255.255.255.0
Router(config-if)# exit

Artículo: VLAN. Disponible en: "aprenderedes.com". Consultado: 6 de diciembre de 2012.

Artículo: VLAN. Disponible en: "www.tech-faq.com". Consultado: 6 de diciembre de 2012.

Artículo (inglés): VLAN -- ready for the major league. Disponible en: "www.cisco.com". Consultado: 6 de diciembre de 2012.

Artículo: VLAN. Disponible en: "es.scribd.com". Consultado: 6 de diciembre de 2012.

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Red de Área Local Virtual VLAN utilizando agrupación de patrones de tráfico Las VLAN o Red de Área Local Virtual, son una tecnología a nivel de capa 2 del modelo de referencia OSI que ayuda a optimizar, proteger y segmentar el tráfico de la red.