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Autor Tema: Modems, routers y demas conectores  (Leído 3380 veces)
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flacman
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Trabajar, trabajar y trabajar! . Uribe


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« en: 14 de Diciembre de 2006, 12:43:03 »

Buenas, pues en todo este tiempo mucha gente me ha preguntado la diferencia entre un modem, un router, hub, switch y todos esos aparatos para redes. La idea de este post es explicar en que consiste cada uno de estos aparatos en palabras simples, o por lo menos darles una aproximacion para que puedan cojer alguno de esos tortuosos manuales y entenderlos bien. Se que hay muchos tutoriales al respecto pero no son fáciles de entender. Bueno, empecemos con los

Modems:

Existen diferentes tipos de modems para diferentes funciones pero en general solo hacen una cosa: Traducir. Los modems los podemos encontrar en varios sitios, como en las conexiones adsl, de cable, de teléfono y muchos otros sitios (hasta los routers inalambricos cumplen una funcion de modem). La palabra modem viene de "modular-demodular", segun wikipedia modular consiste en hacer que un parámetro de la onda portadora cambie de valor de acuerdo con las variaciones de la señal moduladora, que es la información que queremos transmitir. En palabras simples (aunq no tan precisas) esto quiere decir "trasformar" una señal cambie de forma para que otros la puedan entender.

Existen diferentes tipos de modulacion, entre las cuales está la modulacion de amplitud, la cual usa 2 niveles diferentes de amplitud para representar los 1's y 0's, otro importante para introducir el ejemplo de las líneas telefónicas es la modulacion de fase, la cual "cambia de fase" para representar lo bits. La imagen 1 muestra los cambios de fases, miren que cuando la Onda no es continua (se presenta un cambio de fase) ésto significa que hay un cambio en el valor del bit, por ejemplo miren que inicialmente está en 0, se produce el cambio y llega a 1, así dura la onda por 2 intervalos de tiempo (indicando 2 1's seguidos) y así, cada vez que se cambia la onda indica un cambio en el valor del bit. Mas o menos esta es la fomra en la que funciona un modem, reconoce estos cambios de frecuencia y los traduce, igualmente combina diferentes técnicas de modulacion de frecuencia y otros tipos de modulaciones, en realidad este proceso es MUCHO mas complicado pero esta es una aproximacion. para mas info ver:

http://www.itu.int/

Ya vimos mas o menos como funcionan los modems telefónicos, y mas o menos es la misma idea para el resto de los modems, estos se encargan de traducir una señal (en terminos tecnicos, una señal portadora) a binario. Igualmente hay muchos estandares para transmitir información por lo que se necesitan diferentes tipos de traductores, como ethernet, 802.11b (usado en lan's inalambricas), v92(modems), bluetooth y muchas mas. Aunque originalmente la palabra modem se usa solo para modular-demodular frecuencias, hoy en dia tiene un significado mas amplio (como traducir de un protocolo x a otro y).

Los HUB's

los hubs, o mejor llamados concentradores son dispositivos de red muy primitivos que se encargan de repetir una señal de entrada en las distintas salidas. Es decir, si por un cable A entra x informacíon, esta informacion se repetirá y saldra igualita por los cables B y C. Estos dispositivvos son muy usados para hacer sniffing de una red, ya que se puede oir lo que pase por la red haciendo que los demas usuarios pasen desapercibidos. Los hub's estan desapareciendo lentamente despues de la llegada de los switches (ver mas adelante), ya que estos generan mucho tráfico innecesario (no siempre la informacion que le interesa al equipo A le va a interesar al equipo B) y este tráfico adicional tambíen se presta para colisiones y genera una conexion mas lenta.

Continuara...
« Última modificación: 14 de Diciembre de 2006, 12:58:05 por flacman » En línea

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« Respuesta #1 en: 14 de Diciembre de 2006, 01:50:20 »

Switch:

Podríamos asimilar los switches con los hubs, pero hay una pequeña diferencia, son un poco mas inteligentes y funcionan a nivel de enlace tambien (ver modelo OSI de ISO). El switch podriamos decir que se encarga de conectar 2 o mas pc's en una red. Operan de forma muy parecida a los hub's pero estos identifican para quien es enviado algun paquete de acuerdo a la direccion MAC del destinatario especificada en el datagrama (con datagrama me refiero a paquete de internet, si vemos un paquete TCP o UDP ahi está especificada una direccion del destinatario) mas info:

http://www.cse.ohio-state.edu/cgi-bin/rfc/rfc1042.html
http://www.cse.ohio-state.edu/cgi-bin/rfc/rfc1060.html
http://www.cse.ohio-state.edu/cgi-bin/rfc/rfc1009.html

Para saber cual es el destino de este se usa el protocolo ARP para "saber la direccion mac de las personas que estan conectadas en la red" y asi poder hacer llegar el paquete. Normalmente los datagramas tienen es una ip de destino, y no una direccion MAC, por lo que se usa arp para pedirle a cada una de las ip's conectadas su respectiva direccion MAC y así poder ver a quien va el paquete. para explicar mejor esto cito un documento de wikipedia que se refiere a las tamblas ARP (usadas en el protocolo ARP):
 
La filosofía es la misma que tendríamos para localizar al señor X entre 150 personas: preguntar por su nombre a todo el mundo, y el señor X nos responderá. Así, cuando a A le llegue un mensaje con dirección origen IP y no tenga esa dirección en su tabla ARP, enviará su frame ARP a la dirección broadcast (física), con la IP de la que quiere conocer su dirección física. Entonces, el equipo cuya dirección IP coincida con la preguntada, responderá a A enviándole su dirección física. En este momento A ya puede agregar la entrada de esa IP a su tabla ARP. Las entradas de la tabla se borran cada cierto tiempo, ya que las direcciones físicas de la red pueden cambiar (Ej: si se estropea una tarjeta de red y hay que sustituirla)

para mas info sobre ARP:
http://www.ietf.org/rfc/rfc0826.txt
http://es.wikipedia.org/wiki/Protocolo_de_resoluci%C3%B3n_de_direcciones

De aquí viene el termino ARP spoofing:

Se trata de la construcción de tramas de solicitud y respuesta ARP falseadas con el objetivo de falsear la tabla ARP de una víctima y forzarla a que envíe los paquetes a un host atacante en lugar de hacerlo a su destino legítimo.  Las tablas ARP de los routers y switches pueden ser falseada por un computador que emita tramas ARP-REPLY cuando se solicitara la MAC de una IP específica, como por ejemplo la un router, de esta manera la información dirigida al router pasaría por el ordenador atacante quien podrá sniffar dicha información y redirigirla si así lo desea.

Continuara...
« Última modificación: 14 de Diciembre de 2006, 01:53:16 por flacman » En línea

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flacman
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« Respuesta #2 en: 07 de Enero de 2007, 11:34:08 »

Bueno, por ultimo están los routers. En realidad estos dispositivos son un poco mas complejos que los demas, la razon es su funcionamiento. Los routers o enrutadorers lo que hacen en "enrutar" las conexiones, les dan un camino a todos los pàquetes por medio de la direccion ip y la mascara de red. Por ejemplo, si PCA se conecta a yahoo, el enrutador dirige todos los paquetes del PCA a yahoo.com, y puede determinar que paquetes que vienen de yahoo.com vienen para PCA y por lo tanto se asegura que el unico que reciva paquetes de yahoo.com sea PCA. Por esta "inteligencia" que tienen los routers para poder redirigir los paquetes de diferentes pc's a diferentes sitios es posible que, a diferencia de los switch's, varios computadores se conecten a internet.

Bueno, ahora lo complejo, ¿como funciona?
Los enrutadores son los unicos que manejan el protocolo tcp, el resto de los dispositivos explicados solo funcionan bajo las capas inferiores del modelo OSI de ISO. Debido a esto, estos dispositivos pueden emplear las mascaras de sub red para encaminar los paquetes, ademas de muchas otras cosas, como filtrar paquetes, analizar direcciones y puertos y encaminar trafico de una forma configurable. Los enrutadores usan un estandar de direccionamiento llamado nat (ver rfc 1631 y 2663, ademas pueden ver el rcf 2993). aqui pego algo que encontre en wikipedia un poco cambiado por mi para que sea mas facil su lectura, pero creo que el que escribio esto lo definine mucho mejor de lo que yo podira.

El protocolo TCP/IP tiene la capacidad de generar varias conexiones simultáneas con un dispositivo remoto. Para realizar esto, dentro de la cabecera de un paquete IP, existen campos en los que se indica la dirección origen y destino con sus respectivos puertos. Esta combinación de números define una única conexión.

Un router que use NAT cambia la dirección origen en cada paquete de salida y, dependiendo del método, también el puerto origen para que sea único. Estas traducciones de dirección se almacenan en una tabla, para recordar qué dirección y puerto le corresponde a cada dispositivo cliente y así saber donde deben regresar los paquetes de respuesta. Si un paquete que intenta ingresar a la red interna no existe en la tabla de traducciones, entonces es descartado. Debido a este comportamiento, se puede definir en la tabla que en un determinado puerto y dirección se pueda acceder a un determinado dispositivo, como por ejemplo un servidor web, lo que se denomina NAT inverso o DNAT (Destination NAT).

NAT tiene muchas formas de funcionamiento, entre las que destaca.

Estático

Realiza un mapeo (este mapeo es ver todas las direcicones de la red) en la que una dirección IP privada se traduce a una correspondiente dirección IP pública de forma unívoca. Normalmente se utiliza cuando un dispositivo necesita ser accesible desde fuera de la red privada. Es decir, se usa una sola ip publica para todas las conexiones, "todos los PC's tienen la misma ip"

NAT dinámico

Una dirección IP privada se traduce a un grupo de direcciones públicas. Por ejemplo, si un dispositivo posee la IP 192.168.10.10 puede tomar direcciones de un rango entre la IP 200.85.67.44 y 200.85.67.99. Implementando esta forma de NAT se genera automáticamente un firewall entre la red pública y la privada, ya que sólo se permite la conexión que se origina desde ésta última.

Sobrecarga

La forma más utilizada de NAT proviene del NAT dinámico, ya que toma múltiples direcciones IP privadas (normalmente entregadas mediante DHCP) y las traduce a una única dirección IP pública utilizando diferentes puertos. Esto se conoce también como PAT (Port Address Translation - Traducción de Direcciones por Puerto), NAT de única dirección o NAT multiplexado a nivel de puerto.

Traslape

Cuando las direcciones IP utilizadas en la red privada son direcciones IP públicas en uso en otra red. El enrutador posee una tabla de traducciones en donde se especifica el reemplazo de éstas con una única dirección IP pública. Así se evita los conflictos de direcciones entre las distintas redes.

 Razones de la creación y utilización de NAT

Con el crecimiento exponencial de Internet, y debido a que se utiliza direccionamiento IPv4, el cual ocupa 32 bits para la asignación de direcciones, dando un máximo de 4.294.967.296 direcciones únicas (2 elevado a 32), llegó el momento en que el número de direcciones no daba abasto para la cantidad de dispositivos conectados. Incluso, el número de direcciones es menor al teórico, por la forma en que se distribuyen las direcciones en clases, otras son reservadas para multicasting, y para usos especiales. Para solucionar esto se diseñó un protocolo que es capaz de asignar un número mayor de direcciones, llamado IPv6, pero tomará muchos años su implantación, por que hay que modificar completamente la infraestructura de Internet.

Finalmente se diseñó NAT, el cual permite a cualquier dispositivo, como un router, actuar como traductor de direcciones IP.

NAT es muy utilizado en empresas y redes caseras, ya que basta tener una sola dirección IP pública para poder conectar una multitud de dispositivos. Los ISP también pueden utilizar NAT para aliviar la escasez de direcciones IP para los usuarios de cable y ADSL, en este caso el ISP le asigna una dirección a cada usuario, usa direcciones no válidas de internet. Cuando los paquetes de las máquinas de usuario salen del ISP atraviesan una caja NAT que los traduce a la verdadera dirección de Internet del ISP. En el camino de regreso, los paquetes sufren la conversión inversa. En este caso, para el resto de Internet, el ISP y sus usuarios caseros de cable y ADSL se comportan como una compañía grande.

http://es.wikipedia.org/wiki/Traducci%C3%B3n_de_direcci%C3%B3n_de_red

mas info sobre nat:

redes de computadoras, por adrews tanenbaum (ed2k://|file|Prentice.Hall_Tanenbaum.Andrew.S_Computer.Networks.4th.Ed_20030317_Team.LiB.pdf|13794623|D42B7C1F4920A426F00C58D576774D64|/)
http://www.monografias.com/trabajos20/traductor-nat/traductor-nat.shtml
« Última modificación: 07 de Enero de 2007, 12:02:13 por flacman » En línea

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Neullmann
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Linux te pone a prueba. Entra en el reto...


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« Respuesta #3 en: 07 de Enero de 2007, 02:01:38 »

Buena info señor administrador, cae como anillo al dedo con el tema del mes en Cut x  Meses...  Wink

/quit
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newbyte
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« Respuesta #4 en: 07 de Febrero de 2007, 04:06:04 »

Pregunta: ¿dentro del post se puede hablar sobre redes pero abarcando el tema de CISCO?

Es que para la empresa me ha tocado que aprender y seria bueno compartir mi concimiento con los compañeros del CUT  Smiley
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flacman
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« Respuesta #5 en: 07 de Febrero de 2007, 07:02:16 »

abra un nuevo hilo con un titulo diciendo algo como "hablemos de cisco", jeje la verdad no se mucho, apenas la parte basica de administracion Tongue
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NeutrinaHack
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« Respuesta #6 en: 02 de Junio de 2007, 11:08:35 »

algo fundamental
 Grin gracias
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DerK
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« Respuesta #7 en: 11 de Julio de 2008, 02:13:46 »

Excelente informacion.
Tengo una pregunta. Los "Routers intalambricos" si estan bien llamados? Utiliza los mismos protocolos? por lo que puedo leer y deducir, cada portatil tendria una especie de modem que trabaja bajo dicho estandar, pero ¿Es lo mismo?
Suerte
DerK
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« Respuesta #8 en: 11 de Julio de 2008, 07:50:28 »

Bueno pues los llamados router inalambricos en realidad son un enrutador con acces point el enrutamiento funciona a nivel de enlace, no a nivel físico (jeje de ahora en adelante digamos protocolo base Tongue). y si, las tarjetas de red wireless tmbn son modems en cierta forma, ya que tienen que modular la información que envian y demodular la que llegue.

Wifi utiliza los mismos protocolos de enrutamiento ya que el esquema de red básico está diseñado para que funciona sobre cualquier plataforma y es identico del nivel de enlace en adelante, si coje wireshark con airpcap verá que la única diferencia está en el protcolo base, de ahí hacia arriba (todo lo que es arp, tcp, udp) es igual. Podrían haber ciertas dudas con protocolos de enrutamiento como ARP, pero pues estos siempre manejan un sistema de pregunta-respuesta, por lo que no se usa el protocolo base.
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