Configuración de una red mediante HUB y SWITCH utilización la simulación de la aplicación “Packet Tracer”

En esta practica podremos observar la conexión de 10 ordenadores con la topología de estrella, estos estarán conectados en red, mediante HUB y SWITCH, esto para observar la funcionalidad de cada uno de los dispositivos, su aprovechamiento, ventajas y desventajas.

Los HUB y SWITCH llevan a cabo la conectividad de una red local “LAN”, asi q para esto primero debemos de definir algunos conceptos básicos.

Qué es Ethernet ?

Ethernet es el protocolo por el cual se comunican las computadores en un entorno LOCAL de red. El cable que se inserta atrás de la computadora y parece un "jack" de teléfono grande es utilizado para enviar información en este protocolo, la computadora utiliza una tarjeta NIC ("Network Interface Card") para realizar la comunicación. Cada tarjeta NIC contiene una dirección MAC (única) , esta dirección MAC corresponde a la dirección física o "Hardware" de la computadora, esto sería el equivalente al "Nivel 2" del modelo OSI.

Ahora bien, Ethernet como protocolo es considerado CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Acces Collision Detect"), lo cual significa que por su cable solo puede ser transmitida una sola señal a cierto punto en el tiempo, esto es, si a un cable se encuentran conectadas 10 o 20 PC's, sólo una puede transmitir información a la vez,las demás deben esperar a que finalice la transmisión.

Además de esta característica CSMA/CD, el protocolo "Ethernet" también utiliza lo que es denominado "Broadcast" o "Transmisión a todas las terminales" , considerando el ejemplo anterior, lo que ocurre cuando una PC envía información es que las otras 9 o 19 recibirán esta misma información, lo que sucede posteriormente es que solo la PC con la dirección MAC especificada acepta la información, las restantes la descartan.

Cual es la diferencia entre un "Switch" y un "Hub" ?

El "Hub" básicamente extiende la funcionalidad de la red (LAN) para que el cableado pueda ser extendido a mayor distancia, es por esto que un "Hub" puede ser considerado como una repetidora. El problema es que el "Hub" transmite estos "Broadcasts" a todos los puertos que contenga, esto es, si el "Hub" contiene 8 puertos ("ports"), todas las computadoras que estén conectadas al "Hub" recibirán la misma información, y como se mencionó anteriormente , en ocasiones resulta innecesario y excesivo

Un "Switch" es considerado un "Hub" inteligente, cuando es inicializado el "Switch", éste empieza a reconocer las direcciones "MAC" que generalmente son enviadas por cada puerto, en otras palabras, cuando llega información al "Switch" éste tiene mayor conocimiento sobre que puerto de salida es el más apropiado, y por lo tanto ahorra una carga ("bandwidth") a los demás puertos del "Switch", esta es una de la principales razones por la cuales en Redes por donde viaja Vídeo o CAD, se procura utilizar "Switches" para de esta forma garantizar que el cable no sea sobrecargado con información que eventualmente sería descartada por las computadoras finales,en el proceso, otorgando el mayor ancho de banda ("bandwidth") posible a los Vídeos o aplicaciones CAD.

En términos de velocidad de conexión  un “Hub” siempre causara un Efecto Divisor, esto quiere decir, que la velocidad de kbps de la LAN se dividirá entre la cantidad de nodos utilizados, representando una posible gran desventaja al utilizar estos dispositivos dentro de una red que requiera gran velocidad de transferencia de datos. Y el “Switch” siempre causara un Efecto Multiplicador, esto ser refiere que la velocidad de red se multiplicara por cada uno de los ordenadores conectados a la LAN.

Para corroborarlo utilizando la herramienta de simulación de red llamada “Packet Tracer”, nos ayudara a observar las ventajas y desventajas en cada una de las redes formadas con la topología de estrella con 10 maquinas y utilizando HUB y SWITCH.

Asi luce el entorno de la aplicación:

Apartir de este espacio totalmente en blanco podemos llegar a crear desde lo mas basico hasta complejos diagramas de topologias de red, como mencionamos en esta practica conectaremos 10 ordenadores con dispositivo "Hub" en una red y otros 10 ordenadores con un "Switch" en una red de estrella:

Aqui encontramos la primera desventaja a la utilizacion de "Hub" ya que este solo contiene soporte para 6 nodos, asi que para la implementacion de este en redes demaciado grandes seria un gran problema, ya que entre mas maquinas utilizaremos mas hubs y seria mayor gasto para la empresa donde decidamos colocar esta red.

Como sabemos para la conexion entre dispositivos diferentes utilizamos cable "Straight-Through" y para dispositivos diferentes cable "Cross-Over", asi que para la conexion de las PCs con el Swich y con el Hub utilizaremos Straight-Through, pero para enlazar los dos Hub utilizaremos Cross-Over ya que son dos dispositivos iguales, en la imagen anterior podemos observar la diferencia de los cables representados por lineas negras y la linea punteada.

Ahora vamos a configurar las ips para cada una de las computadoras, para que asi tengan una direccion para poder tener comunicacion en la LAN. Esto lo haremos dando clic en cada una de las maquinas y yendo a la opcion como se muestra en la siguiente imagen:

Deberemos de asignar una ip diferente a cada una de las computadoras de la red, y cuando packet tracer calcule que la conexion es estable asignara el color verde en el nodo que conecta el cable con los dispositivos, para comprobar que realmente hay una conexion desde una computadora hacia la otra utilizaremos el "command prompt" en la pestaña "Desktop" en la comfiguracion de cualquier PC y escribiendo el comando PING seguido de la ip de la maquina con la que deseemos comunicarnos, enviara cuatro paquetes de los cuales nos debe devolver los mismo cuatro sin perdida, asi podremos coorroborar que la conexion es eficaz:

Ahora configuraremos cada uno de los dispositivos para dar el ancho de banda con el que se le asignara a la red, asi que entraremos a la configuracion del "Switch" y del "Hub" para asignar dicho valor, ya sea de 10mbps o de 100mbps:

Asi podremos designar ya que  como sabemos el Hub divide y el Switch multiplica, ya tenemos los valores de TTL(Time To Live) de la red, el ancho de banda, el tiempo de convergencia, la latencia y la velocidad de la red.

Conclusiones.

Atravez de la aplicacion de cisco "Packet Tracer" podemos crear modelos de redes para asi facilitar el diseño de topologias, asi para simular dicha red y saber si la configuracion de los dispositivos son los correctos, en este caso fueron unicamente 10 ordenadores en red, pero tambien podremos crear modelos mas complejos, y por supuesto nos daran otros valores de ancho de banda, etc...

Tambien pudimos observar que debemos de tener el conocimiento necesario para saber si nos conviene uno u otro dispositivos, porque por lo que observamos en este caso utilizamos dos HUBs para esta red, en la que talvez necesite de velocidad de transferencia y que el hub tampoco la da, asi q no convendria emplear en este caso, el Switch nos proporciona mayor velocidad, eficacia y ahorro de espacio y monetario, por lo tanto tendremos que analizar profundamente lo que debemos de emplear cuando se nos solicite crear cualquier tipo de red.