Bloque 4 Tema 10. Redes locales. Tipología. Técnicas de transmisión. Métodos de acceso. Dispositivos de interconexión.

1. Concepto y clasificación de redes

LAN (Local Area Network): Red de área local, cubre un área limitada (habitación, edificio, campus). Alta velocidad, baja latencia, propiedad privada.
Clasificación por extensión:
- PAN (Personal Area Network): hasta 10 m, Bluetooth.
- LAN: edificio/campus.
- MAN (Metropolitan Area Network): ciudad.
- WAN (Wide Area Network): país/mundo, ejemplo: Internet.

Bus: Todos los nodos conectados a un único cable. Sencilla, barata, susceptible a colisiones y fallos.
Estrella: Todos los nodos conectados a un nodo central (switch/hub). Más usada. Fácil de gestionar, punto único de fallo.
Anillo: Nodos conectados en círculo. Acceso por token. Sin colisiones, pero un fallo interrumpe la red.
Malla: Cada nodo conectado a varios o todos los demás. Alta redundancia, muy costosa. Usada en backbone.
Árbol: Jerarquía de niveles (core, distribución, acceso). Escalable, fácil de gestionar.
Topología física vs lógica: Física = cableado real; lógica = flujo de información.

Banda base (baseband): Señal digital ocupa todo el medio. Solo una señal a la vez. Codificación Manchester, NRZ, 4B5B, 8B10B, PAM-4.
Banda ancha (broadband): Multiplexación por frecuencia, varios canales. Usada en ADSL, TV por cable.
Codificaciones:
- NRZ: voltaje alto/bajo, sin reloj.
- Manchester: transición a mitad del bit, sincroniza reloj.
- 4B5B, 8B10B: codificaciones para Fast/Gigabit Ethernet.
- PAM-4: cuatro niveles, usado en 25/400 Gbps.

CSMA/CD: Ethernet clásico. Escucha el medio, transmite si libre, detecta colisiones, backoff aleatorio. Obsoleto con switches.
CSMA/CA: WiFi. Evita colisiones, usa ventana de contención y ACK. RTS/CTS para nodo oculto.
Token Passing: Token Ring, Token Bus. Solo transmite quien tiene el token.
ALOHA: Acceso aleatorio, colisiones frecuentes.
Polling: Nodo central pregunta a cada nodo si quiere transmitir.
FDDI: Anillo dual de fibra óptica, acceso por token.

Estándar IEEE 802.3.
Evolución: 10BASE5 (10 Mbps, coaxial grueso), 10BASE2 (coaxial fino), 10BASE-T (UTP Cat 3), 100BASE-TX (Fast Ethernet, Cat 5), 1000BASE-T (Gigabit, Cat 5e), 10GBASE-T (Cat 6A), fibra hasta 400 Gbps.
Nomenclatura: velocidad + BASE + tipo de medio (T, S, L).
Trama Ethernet: preámbulo, SFD, MAC destino, MAC origen, EtherType/longitud, datos, FCS.
MTU: 1500 bytes. Tamaño mínimo: 64 bytes.
Direcciones MAC: 48 bits, OUI, broadcast FF:FF:FF:FF:FF:FF.
Categorías de cable:
- Cat 3: hasta 10 Mbps
- Cat 5: hasta 100 Mbps
- Cat 5e: hasta 1 Gbps
- Cat 6/6a: hasta 10 Gbps
- Cat 7: hasta 10 Gbps
- Cat 8: hasta 40 Gbps
Fibra óptica: mayor velocidad y distancia, menos interferencias.

IEEE 802.1Q: estándar para VLAN, añade etiqueta/tag a la trama.
Trunk: enlace que transporta tráfico de varias VLANs.
VLAN capa 2: segmentación por puerto físico.
VLAN capa 3: segmentación por IP.
Ventajas: segmentación, seguridad, reducción de dominio de broadcast, flexibilidad.

Repetidor: capa física, regenera señal, extiende alcance.
Hub: capa física, conecta en estrella, retransmite a todos, un dominio de colisión.
Bridge: capa de enlace, conecta segmentos, filtra por MAC.
Switch: capa de enlace, conecta dispositivos, tabla MAC, separa dominios de colisión, soporta VLAN, switches capa 3 enrutan.
Router: capa de red, conecta redes distintas, enruta por IP, separa dominios de broadcast.
Gateway: traduce entre protocolos distintos, opera en todas las capas.
Diferencias:
- Hub: un dominio de colisión y broadcast.
- Switch: separa colisión, un dominio de broadcast (salvo VLAN).
- Router: separa ambos.