Network topologies and hardware · Topologías de red y hardware
| English | Español |
|---|---|
| collision/kəˈlɪʒn/ | colisión |
| topology/təˈpɒlədʒi/ | topología |
| bus/bʌs/ | bus |
| bandwidth/ˈbændwɪdθ/ | anchura de banda |
| star/stɑː/ | estrella |
| switch/swɪtʃ/ | switch |
| mesh/meʃ/ | malla |
| fault-tolerant/fɒlt ˈtɒlərənt/ | tolerante a fallos |
| packet/ˈpækɪt/ | paquete |
| network interface card/ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ | tarjeta de interfaz de red |
| MAC address/mæk əˈdres/ | Dirección MAC |
| wireless network interface card/ˈwaɪələs ˈnetwɜːk ˈɪntəfeɪs kɑːd/ | tarjeta de interfaz de red inalámbrica |
| hub/hʌb/ | concentrador |
| wireless access point/ˈwaɪələs ˈækses pɔɪnt/ | punto de acceso inalámbrico |
| bridge/brɪdʒ/ | puente |
| repeater/rɪˈpiːtə/ | repetidor |
| router/ˈruːtə/ | router |
| IP address/ˌaɪ ˈpiː əˈdres/ | dirección IP |
| routing table/ˈraʊtɪŋ ˈteɪbl/ | tabla de enrutamiento |
| packet switching/ˈpækɪt ˈswɪtʃɪŋ/ | conmutación de paquetes |
| network address translation/ˈnetwɜːk əˈdres trænˈsleɪʃn/ | traducción de direcciones de red |
| DHCP/ˌdiː eɪtʃ siː ˈpiː/ | DHCP |
| firewall/ˈfaɪəwɔːl/ | firewall |
| full-duplex/fʊl ˈdjuːpleks/ | full-dúplex |
| CSMA/CD/ˌsiː es em ˈeɪ ˌsiː ˈdiː/ | CSMA/CD |
The cable that was a party line
- The first Ethernet, in 1973, was a single coaxial cable snaking through a Xerox research building. Every computer tapped into the same wire and shouted onto it.
- If two shouted at once, both messages were ruined, so the designers borrowed a rule from polite conversation: listen first, and if you collide, stop, wait a random moment, and try again.
- That rule is still on the syllabus, even though modern networks arrange their cables so that collisions cannot happen at all.
- This lesson is the shape of a network, the boxes that make it work, and the Ethernet rules for sharing a wire.
El cable que era una línea compartida
- La primera Ethernet, en 1973, fue un único cable coaxial serpenteando por un edificio de investigación de Xerox. Cada computadora se conectaba al mismo cable y transmitía datos sobre él.
- Si dos computadoras transmitían a la vez, ambos mensajes se arruinaban, así que los diseñadores tomaron prestada una regla de la conversación educada: escuchar primero, y si ocurre una colisión, detenerse, esperar un momento aleatorio e intentar nuevamente.
- Esa regla aún forma parte del temario, aunque las redes modernas organizan sus cables de manera que las colisiones no puedan ocurrir en absoluto.
- Esta lección trata sobre la forma de una red, las cajas que la hacen funcionar y las reglas de Ethernet para compartir un cable.
The four topologies
- A network's topology 拓扑 is how its nodes and links are arranged.
- Bus 总线: every device on one shared cable with a terminator at each end. Cheap, but if the cable fails the whole LAN fails, and performance drops as more devices share the bandwidth 带宽.
- Star 星形: every device on its own cable to a central switch. A failed cable affects one device; a failed switch brings everything down. The most common LAN today.
- Mesh 网状: every device linked directly to others, so there are many paths and traffic reroutes round a fault. Very fault-tolerant 容错, but a great deal of cabling. A hybrid mixes them: a star in each office, mesh links between offices.
Bus, star and mesh: one cable, one centre, or many paths
Las cuatro topologías
- La topología de una red es cómo están dispuestos sus nodos y enlaces.
- Bus (Total): cada dispositivo está conectado a un único cable compartido con un terminador en cada extremo. Es económico, pero si el cable falla, toda la LAN falla, y el rendimiento disminuye a medida que más dispositivos comparten el ancho de banda.
- Estrella: cada dispositivo tiene su propio cable conectado a un switch central. Un cable dañado afecta a un solo dispositivo; un switch dañado detiene todo. Es la LAN más común hoy en día.
- Malla: cada dispositivo está conectado directamente a los demás, por lo que hay múltiples rutas y el tráfico se desvía alrededor de una falla. Es muy tolerante a fallos, pero requiere una gran cantidad de cableado. Una híbrida los mezcla: una estrella en cada oficina, enlaces en malla entre oficinas.
Bus, estrella y malla: un cable, un centro o muchas rutas
Compare the network topologies · Comparar las topologías de red
Tap through the four topologies. Each trades off cost, speed and how well it survives a failure — notice what breaks the whole network in each one. · Pase por las cuatro topologías. Cada una representa un compromiso entre costo, velocidad y resistencia a fallos: observe qué interrumpe toda la red en cada una.
Match each topology to its defining feature. · Asocie cada topología con su característica definitoria.
Bus shares one cable, star uses a central switch, mesh has many paths, hybrid mixes them. · El bus comparte un cable, la estrella usa un conmutador central, la malla tiene muchos caminos, la híbrida los mezcla.
In a star topology, what happens if one device's cable fails? · En una topología en estrella, ¿qué sucede si falla el cable de un dispositivo?
Each device has its own link to the central switch, so one cable failing affects only that device. (If the switch fails, all go down.) · Cada dispositivo tiene su propio enlace al conmutador central, por lo que el fallo de un cable solo afecta a ese dispositivo. (Si falla el conmutador, todos dejan de funcionar.)
How a packet travels in each topology
- Bus: the sender puts the packet on the shared cable; every device sees it, and only the one whose address matches accepts it. One transmission at a time, so collisions happen.
- Star: the sender passes the packet to the switch, which reads the destination address and forwards it only down the cable to that device. Other pairs can talk at the same time.
- Mesh: the packet is forwarded from node to node along one of several available paths; if a link is down, another path is used.
Cómo viaja un paquete en cada topología
- Bus: el remitente coloca el paquete en el cable compartido; todos los dispositivos lo ven, y solo aquel cuya dirección coincida lo acepta. Una transmisión a la vez, por lo que ocurren colisiones.
- Estrella: el remitente pasa el paquete al switch, que lee la dirección de destino y lo reenvía únicamente por el cable hacia ese dispositivo. Otras parejas pueden comunicarse al mismo tiempo.
- Malla: el paquete se reenvía de nodo a nodo a lo largo de una de varias rutas disponibles; si un enlace está caído, se usa otra ruta.
In a star topology, how does a packet get from PC A to PC B? · En una topología en estrella, ¿cómo llega un paquete de PC A a PC B?
The switch reads the destination MAC address and forwards to one port, which is why other pairs can talk at the same time. · El conmutador lee la dirección MAC de destino y lo reenvía a un puerto, por lo que otros pares pueden comunicarse al mismo tiempo.
Worked example: justify a topology
- A school computer room with thirty PCs. Star: a failed cable affects one PC; a new PC is one more cable to the switch; the switch means no collisions.
- A hospital's critical systems. Mesh: a fault in one link is routed around, so no single failure stops the traffic.
- A temporary link between three devices where cost matters most. Bus: one cable and no switch.
- "Draw the star topology" means a switch in the middle and one line from it to each device: not a ring, not a chain.
Ejemplo resuelto: justificar una topología
- Una sala de cómputo escolar con treinta PCs. Estrella: un cable dañado afecta a un PC; agregar un nuevo PC implica agregar un cable más al switch; el switch significa que no habrá colisiones.
- Sistemas críticos de un hospital. Malla: una falla en un enlace se desvía, por lo que ninguna falla única detiene el tráfico.
- Un enlace temporal entre tres dispositivos donde el costo es lo más importante. Bus: un solo cable y sin switch.
- "Dibujar la topología en estrella" significa un switch en el medio y una línea desde este hacia cada dispositivo: no un anillo, ni una cadena.
Match each situation to the topology that suits it. · Asocie cada situación con la topología que le convenga.
Star isolates a cable fault, mesh reroutes round any fault, bus is one cable and nothing else. · La estrella aísla un fallo de cable, la malla redirige alrededor de cualquier fallo, el bus es un solo cable y nada más.
LAN hardware
- A network interface card 网络接口卡 (NIC) lets a device send and receive on the network and carries its unique 48-bit MAC address MAC地址. A wireless device uses a wireless network interface card 无线网络接口卡 (WNIC).
- A switch 交换机 forwards each frame only to the port for its destination MAC address; the obsolete hub 集线器 copied every frame to every port. A wireless access point 无线接入点 (WAP) lets wireless clients join the wired LAN.
- A server provides a service to the others; a bridge 网桥 joins two LAN segments into one network; a repeater 中继器 receives a weakened signal and retransmits it at full strength to extend a cable's reach.
The switch at the centre of a star
A switch reads the destination MAC address and forwards to one port
Hardware de LAN
- Una tarjeta de interfaz de red (NIC) permite que un dispositivo envíe y reciba datos en la red y lleva su única dirección MAC de 48 bits. Un dispositivo inalámbrico utiliza una tarjeta de interfaz de red inalámbrica (WNIC).
- Un switch reenvía cada trama solo al puerto correspondiente a su dirección MAC de destino; el obsoleto concentrador (hub) copiaba cada trama a todos los puertos. Un punto de acceso inalámbrico (WAP) permite que los clientes inalámbricos se unan a la LAN cableada.
- Un servidor proporciona un servicio a los demás; un puente une dos segmentos de LAN en una sola red; un repetidor recibe una señal debilitada y la retransmite con fuerza total para extender el alcance de un cable.
El switch en el centro de una topología en estrella
Un switch lee la dirección MAC de destino y reenvía a un solo puerto
A NIC's unique, fixed 48-bit hardware address is called its ______ address. · La dirección de hardware única y fija de 48 bits de una NIC se llama su dirección ______.
The MAC address is burned into the network interface card. (DHCP hands out IP addresses, which can change.) · La dirección MAC está grabada en la tarjeta de interfaz de red. (DHCP asigna direcciones IP, que pueden cambiar.)
How does a switch differ from a hub? · ¿En qué difiere un conmutador de un concentrador?
A switch sends each frame only out the destination's port (efficient, more secure). A hub copied to all ports. Routing by IP is a router's job. · Un conmutador envía cada trama solo hacia el puerto del destino (eficiente, más seguro). Un concentrador copiaba a todos los puertos. El enrutamiento por IP es tarea de un router.
A switch is smarter than a hub because it sends each frame only to the port for its destination, not to every port. · Un conmutador es más inteligente que un concentrador porque envía cada trama solo al puerto de su destino, no a cada puerto.
This makes a switched network faster and more secure than the old hub-based one. · Esto hace que una red conmutada sea más rápida y segura que la antigua basada en concentradores.
Which devices extend or join a LAN's physical reach? Select all · todos that apply. · ¿Qué dispositivos extienden o unen el alcance físico de una LAN? Seleccione todos los que correspondan.
A repeater lengthens a cable run, a bridge joins two segments, a WAP adds wireless clients. A NIC is inside one device. · Un repetidor alarga una sección de cable, un puente une dos segmentos, un WAP añade clientes inalámbricos. Una NIC está dentro de un dispositivo.
Worked example: describe the functions of a WNIC
- The four-mark answer, one point per line.
- It converts the device's data into radio signals and converts incoming radio signals back into data.
- It carries the device's unique MAC address, so frames can be addressed to it.
- It connects the device to a wireless access point and follows the wireless protocol, using the agreed channel and frequency.
Ejemplo resuelto: describir las funciones de una WNIC
- La respuesta de cuatro puntos, un punto por línea.
- Convierte los datos del dispositivo en señales de radio y convierte las señales de radio entrantes nuevamente en datos.
- Lleva la dirección MAC única del dispositivo, para que las tramas puedan ser dirigidas a él.
- Conecta el dispositivo a un punto de acceso inalámbrico y sigue el protocolo inalámbrico, utilizando el canal y la frecuencia acordados.
A WNIC converts the device's data into ____ signals and back again. · Una WNIC convierte los datos del dispositivo en señales ____ y viceversa.
Radio conversion, the MAC address, the connection to an access point and following the wireless protocol are the four functions the exam lists. · La conversión de radio, la dirección MAC, la conexión a un punto de acceso y seguir el protocolo inalámbrico son las cuatro funciones que enumera el examen.
The router
- A router 路由器 connects different networks and forwards data between them, usually at the boundary of the LAN and the internet.
- It reads each packet 数据包's destination IP address IP地址 and forwards it out of the right port using its routing table 路由表. That is packet switching 分组交换: the packets of one message may take different routes and are reassembled in order at the destination.
- A home router also does network address translation 网络地址转换 (NAT), letting many private addresses share one public one; runs DHCP 动态主机配置协议 to hand out private addresses; and acts as a firewall 防火墙 against unwanted incoming traffic.
A switch works with MAC addresses inside the LAN; a router works with IP addresses between networks
El router
- Un router conecta redes diferentes y reenvía datos entre ellas, generalmente en la frontera entre la LAN e internet.
- Lee la dirección IP de destino de cada paquete y lo reenvía por el puerto correcto utilizando su tabla de enrutamiento. Eso es interrupción de paquetes: los paquetes de un mensaje pueden tomar rutas diferentes y se reensamblan en orden en el destino.
- Un router doméstico también realiza traducción de direcciones de red (NAT), permitiendo que muchas direcciones privadas compartan una pública; ejecuta DHCP para asignar direcciones privadas; y actúa como firewall contra el tráfico entrante no deseado.
Un switch funciona con direcciones MAC dentro de la LAN; un router funciona con direcciones IP entre redes
The main job of a router is to: · La función principal de un router es:
A router joins networks (e.g. a LAN to the internet) and forwards packets using their destination IP and a routing table. · Un router une redes (p. ej., una LAN a internet) y reenvía paquetes usando su IP de destino y una tabla de enrutamiento.
Ethernet
- Ethernet is the standard for wired LANs: devices joined by twisted-pair or fibre cable, data sent in frames carrying the source and destination MAC addresses.
- On a shared medium two devices can transmit at once, and the two signals corrupt each other: a collision 冲突.
- Modern switched Ethernet uses full-duplex 全双工 point-to-point links between each device and the switch, so collisions no longer happen, but the protocol for handling them is still examined.
Ethernet
- Ethernet es el estándar para LANs cableadas: dispositivos unidos por par trenzado o cable de fibra óptica, datos enviados en tramas que llevan las direcciones MAC de origen y destino.
- En un medio compartido, dos dispositivos pueden transmitir a la vez, y las dos señales se corrompen mutuamente: una colisión.
- La Ethernet conmutada moderna utiliza enlaces punto a punto de doble vía completa entre cada dispositivo y el switch, por lo que ya no ocurren colisiones, pero el protocolo para manejarlas todavía se evalúa.
CSMA/CD
- CSMA/CD 载波侦听多路访问/冲突检测 is Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection.
- Carrier sense: listen before sending, and wait if the cable is busy. Multiple access: many devices share the medium.
- Collision detection: keep listening while sending. On a collision, stop, send a brief jam signal so every device knows, wait a random backoff time, then try again. The random wait is what stops the same two devices colliding again.
Listen, send, detect, jam, back off, retry
CSMA/CD
- CSMA/CD es Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection (Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Colisiones).
- Detección de portadora: escuchar antes de enviar y esperar si el cable está ocupado. Acceso múltiple: muchos dispositivos comparten el medio.
- Detección de colisiones: seguir escuchando mientras se transmite. Al producirse una colisión, detenerse, enviar una breve señal de bloqueo para que todos los dispositivos lo sepan, esperar un tiempo de retroceso aleatorio y luego intentar nuevamente. La espera aleatoria es lo que evita que los mismos dos dispositivos vuelvan a colisionar.
Escuchar, enviar, detectar, bloquear, retroceder, reintentar
Put the CSMA/CD steps in order for a device that wants to transmit on a shared cable. · Coloque los pasos CSMA/CD en orden para un dispositivo que desea transmitir en un cable compartido.
Carrier sense → transmit → detect collision → jam → random backoff. The random wait stops both devices clashing again immediately. · Detección de portadora → transmitir → detectar colisión → bloqueo → retroceso aleatorio. La espera aleatoria evita que ambos dispositivos choquen nuevamente inmediatamente.
Worked example: the three CSMA/CD tasks
- Describe how a device on a shared Ethernet transmits and handles a collision. [3]
- The device listens to the cable, senses the carrier, and transmits only when it is free.
- It keeps checking for a collision while it transmits.
- On a collision it stops, sends a jam signal, waits a random time and retransmits. Three tasks, three marks, in that order.
Ejemplo resuelto: las tres tareas del CSMA/CD
- Describa cómo transmite un dispositivo en una Ethernet compartida y maneja una colisión. [3]
- El dispositivo escucha el cable, detecta la portadora y transmite solo cuando está libre.
- Continúa verificando la presencia de colisiones mientras transmite.
- Al producirse una colisión, se detiene, envía una señal de bloqueo, espera un tiempo aleatorio y retransmite. Tres tareas, tres puntos, en ese orden.
After a collision, CSMA/CD makes both devices wait the same fixed time before retransmitting. · Después de una colisión, CSMA/CD hace que ambos dispositivos esperen el mismo tiempo fijo antes de retransmitir.
The backoff is random. If both waited the same time they would collide again the moment they retried. · El retroceso es aleatorio. Si ambos esperaran el mismo tiempo, chocarían nuevamente en el momento de la retransmisión.
Marks that slip away
- A switch forwards by MAC address within one network; a router forwards by IP address between networks. Swapping them costs the mark either way.
- In a star topology the switch is the single point of failure, not the cables.
- The backoff time is random. A fixed wait would make the same two devices collide again and again.
- A hub is not a switch: it sends every frame to every port and is why it is obsolete.
Puntos que se pierden fácilmente
- Un switch reenvía por dirección MAC dentro de una red; un router reenvía por dirección IP entre redes. Intercambiarlos cuesta puntos en cualquier caso.
- En una topología en estrella, el switch es el único punto de fallo, no los cables.
- El tiempo de retroceso es aleatorio. Una espera fija haría que los mismos dos dispositivos volvieran a colisionar una y otra vez.
- Un concentrador (hub) no es un switch: envía cada trama a todos los puertos y por eso es obsoleto.
You've got it
- bus one shared cable · star one switch, most common · mesh many paths, fault-tolerant · hybrid a mix; justify by cost, reliability and how a failure spreads
- NIC/WNIC carry the 48-bit MAC address; a switch forwards a frame to one port; WAP, server, bridge, repeater each have one job
- a router joins networks and forwards packets by IP address using a routing table, plus NAT, DHCP and a firewall
- CSMA/CD: listen, send while listening, on a collision jam and wait a random backoff; switched full-duplex Ethernet has no collisions
Lo has entendido
- bus: un cable compartido · estrella: un switch, la más común · malla: muchas rutas, tolerante a fallos · híbrida: una mezcla; justificar por costo, confiabilidad y propagación de fallos
- NIC/WNIC llevan la dirección MAC de 48 bits; un switch reenvía una trama a un solo puerto; WAP, servidor, puente, repetidor tienen cada uno una función
- un router une redes y reenvía paquetes por dirección IP usando una tabla de enrutamiento, además de NAT, DHCP y firewall
- CSMA/CD: escuchar, enviar mientras se escucha, ante una colisión bloquear y esperar un retroceso aleatorio; la Ethernet de doble vía completa conmutada no tiene colisiones