📚 Unidad Formativa

Instalación y Configuración de los Nodos de una Red de Área Local I

UD1-UD2: arquitectura y normativa de las redes de área local, y elementos de una LAN (estaciones de trabajo, servidores, tarjetas de red, equipos de conectividad, medios de transmisión y cableado estructurado).

🌐 Arquitectura de Red🖧 Topologías🔀 Equipos de Conectividad🔌 Cableado Estructurado📡 Medios de Transmisión
🎮 Recursos interactivos
🖧 Arquitectura y elementos de redes LAN (UF0854)🧮 Calculadora de subredes y conceptos de red📡 Conceptos básicos en redes (guía ampliada)

📋 Índice de contenidos

  1. UD1 · Clasificación de las redes según el territorio que abarcan
  2. UD1 · Características de una red local (LAN)
  3. UD1 · Arquitectura de redes de área local
  4. UD1 · Normativa de redes de comunicaciones
  5. UD2 · Elementos de una LAN: características y funciones
  6. UD2 · Estaciones de trabajo
  7. UD2 · Servidores
  8. UD2 · Tarjetas de red (NIC)
  9. UD2 · Equipos de conectividad
  10. UD2 · Sistemas operativos de red
  11. UD2 · Medios de transmisión
  12. UD2 · El cableado estructurado
  13. UD2 · El mapa físico y lógico de una red

01Clasificación de las Redes según el Territorio que Abarcan

Las redes informáticas se pueden clasificar según el territorio que abarcan, desde redes que cubren unos pocos metros hasta aquellas que conectan continentes enteros. Cada categoría tiene una cobertura, un uso y unos ejemplos característicos que conviene distinguir antes de entrar en el detalle de la red de área local.

TipoSiglasCoberturaEjemploUso principal
Red de Área PersonalPANHasta unos pocos metros (≤10 m)Bluetooth, infrarrojos, móvil-smartwatchConexión de dispositivos personales cercanos
Red de Área LocalLANHabitación, edificio o campusRed de una oficina u hogar (router doméstico)Compartir recursos, archivos e Internet en un entorno local
Red de Área MetropolitanaMANUna ciudad o área metropolitana (decenas de km)Fibra municipal, red de universidades en una ciudadConectar múltiples LAN en una región más amplia
Red de Área AmpliaWANVarios países o continentesInternet; redes privadas entre sucursalesConectar redes locales a nivel mundial
Red de Área de AlmacenamientoSANUn centro de datos o red de almacenamiento dedicadaRed que conecta servidores y cabinas de almacenamientoAcceso rápido y redundante a grandes volúmenes de datos
Red de Área GlobalGANSimilar a una WAN, con alcance aún mayorRedes con enlaces satelitales y estaciones terrestresInterconexión mundial, telecomunicaciones vía satélite

Cada tipo de red tiene sus características y aplicaciones específicas dependiendo del área que cubre y de la tecnología empleada para su funcionamiento. La LAN, objeto de esta unidad formativa, es la más habitual en entornos domésticos, oficinas, aulas y pequeñas y medianas empresas.

02Características de una Red Local (LAN)

Una Red de Área Local (LAN) presenta una serie de rasgos que la diferencian de otros tipos de red y que explican por qué es la solución habitual para conectar los equipos de un mismo espacio físico.

📏

Cobertura limitada

Cubre un área geográfica pequeña: una casa, oficina, edificio o campus, con un alcance típico de pocos metros hasta 1-2 km como máximo.

⚡

Alta velocidad

Transferencias entre 100 Mbps y 10 Gbps, según el cableado (CAT5e, CAT6) o la tecnología inalámbrica (Wi-Fi IEEE 802.11) empleada.

💰

Bajo costo

Los equipos estándar (routers, switches, cables) hacen que implementar y mantener una LAN sea relativamente barato frente a redes más extensas.

🔑

Administración privada

Es propiedad y está administrada por una organización o individuo, que controla dispositivos e infraestructura.

🖧

Centralizada o distribuida

Los dispositivos pueden seguir un modelo cliente-servidor con un servidor central, o un modelo P2P sin servidor central.

🧩

Componentes principales

Dispositivos finales, switches y hubs, un router que conecta con el exterior, y el medio de transmisión (cable o Wi-Fi).

🔄

Uso compartido de recursos

Permite compartir de forma eficiente archivos, impresoras, software y la conexión a Internet entre los dispositivos conectados.

🔒

Seguridad

Al ser una red local y privada admite un nivel alto de seguridad: cortafuegos, autenticación, control de acceso y cifrado.

⏱️

Bajo retardo (latencia)

La cercanía física de los dispositivos permite una comunicación rápida y eficiente dentro de la red.

🔀

Topologías comunes

Estrella (dispositivos a un switch/hub central), bus (canal único compartido) y anillo (dispositivos en anillo cerrado).

En resumen, una red local es ideal para conectar múltiples dispositivos dentro de un área geográfica pequeña, permitiendo compartir recursos y ofrecer una alta velocidad de transferencia de datos, con bajo costo y facilidad de administración.

03Arquitectura de Redes de Área Local

La arquitectura de una LAN se refiere a cómo están organizados y conectados los dispositivos dentro de la red para permitir la comunicación y el intercambio de datos. Incluye tanto la estructura física (topología) como la lógica, y abarca varios componentes y tecnologías que permiten que la red funcione eficientemente.

Componentes básicos de una LAN

Topologías físicas de red

TopologíaDescripciónVentajaDesventaja
EstrellaTodos los dispositivos se conectan a un dispositivo central (switch o hub)Si un dispositivo falla, no afecta al resto de la redSi el dispositivo central falla, toda la red queda fuera de servicio
BusTodos los dispositivos comparten un único canal de comunicaciónFácil de implementar y utiliza menos cableadoSi el cable central falla, toda la red se ve afectada
AnilloLos dispositivos se conectan en forma de anillo y los datos viajan en una direcciónOfrece un rendimiento equilibradoUna falla en un punto del anillo puede comprometer toda la red
Mixta o híbridaCombina más de una topología (por ejemplo, estrella y bus)Adaptable a redes grandes con distintos segmentosMayor complejidad de diseño y mantenimiento

Arquitectura lógica

ModeloDescripciónVentajaDesventaja
Cliente-ServidorUn servidor central provee servicios o recursos; los clientes solicitan y el servidor respondeCentralización del control y los recursos, alta eficiencia y seguridadSi el servidor central falla, los clientes pierden el acceso a los recursos
Peer-to-Peer (P2P)Los dispositivos actúan como iguales, compartiendo recursos entre sí sin servidor centralFácil de implementar, no requiere servidor centralGestión descentralizada, menor control y seguridad

Segmentación de la red

Para mejorar el rendimiento y la seguridad, la arquitectura de una LAN puede segmentarse mediante dispositivos y técnicas específicas:

VLAN (Virtual LAN)FirewallsQoS (Quality of Service)

04Normativa de Redes de Comunicaciones

La normativa sobre redes cubre aspectos técnicos, legales y de seguridad que regulan cómo se implementan, operan y protegen las redes de comunicación, garantizando que funcionen de manera eficiente, segura y conforme a los estándares técnicos necesarios.

Normas técnicas (estándares)

Normativas de seguridad en redes

Normativas legales, cumplimiento e interoperabilidad

En conjunto, estas normativas garantizan la seguridad, eficiencia y funcionamiento adecuado de las redes en distintos contextos, desde una pequeña LAN doméstica hasta las infraestructuras críticas de telecomunicaciones.

05Elementos de una LAN: Características y Funciones

En una Red de Área Local existen varios elementos que permiten la conexión, el intercambio de datos y la administración de la red. Cada uno tiene características y funciones específicas que resultan esenciales para el funcionamiento de la LAN.

💻

Dispositivos finales (hosts)

PC, portátiles, tablets, móviles, impresoras y servidores con tarjeta de red (NIC) y una dirección IP única; generan y consumen datos e interactúan con los servicios de la red.

🔀

Switch (conmutador)

Dispositivo de capa 2 con puertos Ethernet que conmuta datos según direcciones MAC, segmenta la red y gestiona VLANs sin generar colisiones.

🌐

Router (enrutador)

Dispositivo de capa 3 con puertos LAN y WAN; encamina paquetes por IP, aplica NAT, puede incluir firewall y asignar IP dinámica por DHCP.

📶

Punto de acceso (AP)

Dispositivo inalámbrico IEEE 802.11 (2,4/5/6 GHz) que extiende la cobertura Wi-Fi y hace de puente entre la LAN cableada y los dispositivos inalámbricos.

🖥️

Servidor

Equipo de alto rendimiento, con configuración centralizada y disponibilidad 24/7, que ofrece servicios de archivos, impresión, web o autenticación.

🔌

Cableado estructurado

Cables de cobre (CAT5e-CAT7) o fibra óptica que proporcionan el medio físico de transmisión, con velocidades desde 100 Mbps hasta 10 Gbps o más.

🛡️

Firewall

Dispositivo de seguridad que filtra el tráfico entrante y saliente (capas 3, 4 e incluso aplicación), controlando el acceso y protegiendo contra ataques.

💾

NAS (Network Attached Storage)

Servidor de almacenamiento en red accesible por NFS, SMB o FTP, habitualmente en RAID, que centraliza archivos y copias de seguridad.

06Estaciones de Trabajo

Las estaciones de trabajo son los dispositivos finales desde los cuales los usuarios interactúan con la red, accediendo a servidores, impresoras y bases de datos compartidos dentro de la LAN.

Características

Funciones

Tipos de estaciones de trabajo

EstándarAvanzadas (diseño, ingeniería, desarrollo)Thin clients

Para un buen funcionamiento se recomienda hardware adecuado a la carga de trabajo, conectividad estable (Ethernet o Wi-Fi según el caso) y mantenimiento regular con actualizaciones de software, parches de seguridad y protección antimalware.

07Servidores

Los servidores son dispositivos clave en una LAN que proporcionan servicios, recursos y administración centralizados a las estaciones de trabajo y demás dispositivos conectados.

Características del hardware y del software

Funciones habituales de un servidor en una LAN

Tipo de servidorFunción principal
Servidor de archivosAlmacena y gestiona el acceso a archivos compartidos, con copias de seguridad automáticas
Servidor de impresiónGestiona colas y trabajos de impresión hacia una o varias impresoras compartidas
Servidor webAloja sitios web o aplicaciones internas (intranet) accesibles desde la LAN o Internet
Servidor de correo electrónicoGestiona el envío, recepción y almacenamiento de correos, con filtros antispam
Servidor de bases de datosAloja bases de datos relacionales o no relacionales (MySQL, PostgreSQL, SQL Server, Oracle)
Servidor de autenticación / dominioGestiona permisos y accesos de usuarios, p. ej. Active Directory, con inicio de sesión único (SSO)
Servidor DHCPAsigna dinámicamente direcciones IP a los dispositivos, evitando conflictos
Servidor DNSTraduce nombres de dominio a direcciones IP, dentro y fuera de la red local

Tipos de servidores según el despliegue

Servidor dedicadoServidor virtualizado (VMware, Hyper-V, KVM)Servidor en la nube

Los servidores requieren mantenimiento regular (actualizaciones y parches), seguridad avanzada (firewalls, antivirus, IDS) y copias de seguridad periódicas, tanto locales como externas o en la nube.

08Tarjetas de Red (NIC)

Las tarjetas de red (NIC, Network Interface Card) son componentes esenciales en cualquier dispositivo que forma parte de una LAN. Su función principal es permitir la comunicación entre el dispositivo y la red, ya sea mediante cable o de forma inalámbrica.

Características

Tipos de tarjetas de red

TipoDescripción
EthernetConector RJ-45 y cable de par trenzado; hasta 1 Gbps habitual, hasta 10 Gbps en entornos empresariales
Inalámbrica (Wi-Fi)Conexión por radiofrecuencia según los estándares 802.11b/g/n/ac/ax (Wi-Fi 6), con una o varias antenas
Fibra ópticaRequiere conectores y transceptores especializados (SFP, QSFP); usada en centros de datos y enlaces entre edificios
VirtualInterfaz creada por software en entornos de virtualización, sin hardware físico dedicado
USBAdaptador externo que añade conectividad de red por un puerto USB

Funciones

Configuración y administración

A la hora de elegir una tarjeta de red conviene valorar la velocidad y rendimiento requeridos, la compatibilidad con la red y el sistema operativo, y el soporte de cifrado y otras medidas de seguridad en entornos sensibles.

09Equipos de Conectividad

Los equipos de conectividad permiten la interconexión de los nodos dentro de una LAN, gestionan el tráfico de la red y, en algunos casos, la conectan con redes externas como Internet.

EquipoCapa OSIFunción principal
Hub (concentrador)1 (física)Reenvía los datos a todos los puertos sin discriminar destinatario; obsoleto, sustituido por switches
Switch (conmutador)2 (enlace de datos)Filtra y envía los datos solo al puerto de destino según la dirección MAC; gestiona VLANs
Router (enrutador)3 (red)Selecciona la mejor ruta entre redes según direcciones IP; aplica NAT y puede incluir firewall
Punto de acceso (AP)2 (enlace de datos)Conecta dispositivos inalámbricos a la red cableada; gestiona la autenticación WPA/WPA2/WPA3
Modem1 (física)Modula/demodula señales digitales-analógicas para conectar la LAN con el ISP (ADSL, cable, fibra)
Firewall3-4 (y aplicación en modelos avanzados)Filtra el tráfico entrante y saliente según políticas de seguridad predefinidas
Gateway (puerta de enlace)Varias capasTraduce protocolos entre redes distintas para permitir su interoperabilidad

Funciones generales de los equipos de conectividad

Al elegir equipos de conectividad conviene valorar la escalabilidad (switches gestionados, routers avanzados), la seguridad (firewalls y mecanismos de control de acceso), la velocidad requerida (Gigabit Ethernet, Wi-Fi 6) y la redundancia en redes críticas (por ejemplo, fuentes de alimentación duales).

10Sistemas Operativos de Red

Los sistemas operativos de red son software diseñado para gestionar y controlar el funcionamiento de redes de computadoras, facilitando la comunicación entre dispositivos, administrando los recursos y permitiendo que múltiples usuarios interactúen de forma eficiente y segura.

Características

Funciones

Ejemplos de sistemas operativos de red

Windows Server (Active Directory)Linux (Ubuntu Server, CentOS, RHEL)Unix (AIX, HP-UX, Solaris)Novell NetWaremacOS ServerFreeBSD

Entre sus ventajas destacan la gestión centralizada, la colaboración mediante acceso compartido y una seguridad reforzada; como desventajas, el coste de las licencias en las versiones empresariales, su mayor complejidad de administración y la dependencia de la disponibilidad de la red para acceder a recursos críticos.

11Medios de Transmisión

Los medios de transmisión son los canales físicos o inalámbricos a través de los cuales se transmiten los datos en una red de computadoras, y son fundamentales para establecer la comunicación entre dispositivos.

Medios guiados (por cable)

MedioVentajasDesventajas
Par trenzado (UTP/STP)Económico, fácil de instalar, hasta 10 Gbps en distancias cortasLimitado a 100 m (UTP); sensible a interferencias electromagnéticas
Cable coaxialMayor ancho de banda que el par trenzado, menos susceptible a interferenciasMás caro y menos flexible; limitado a unos 500 m
Fibra ópticaAlta velocidad (100 Gbps o más), gran distancia (hasta 40 km sin amplificación), inmune a interferencias electromagnéticasMás caro y complejo de instalar; los cables son frágiles

Medios no guiados (inalámbricos)

MedioVentajasDesventajas
Wi-Fi (redes LAN inalámbricas)Flexibilidad y movilidad; fácil instalación y expansiónAlcance limitado (~100 m en abierto); menor velocidad que fibra/coaxial; susceptible a interferencias
BluetoothIdeal para corto alcance (hasta 100 m); bajo consumo de energíaVelocidad limitada (hasta 3 Mbps); alcance reducido frente a Wi-Fi
InfrarrojosNo afectado por interferencias de radio; mayor seguridad al no propagarse fuera de la línea de visiónAlcance muy limitado (hasta ~5 m); necesita línea de visión directa
Redes celularesGran cobertura y movilidad; soporta muchos usuariosDepende de la infraestructura del operador; velocidad variable según ubicación y congestión

La elección del medio adecuado depende de las necesidades específicas de la red: velocidad de transmisión, alcance, coste y susceptibilidad a interferencias, combinando a menudo medios guiados para el backbone y no guiados para la movilidad de los usuarios.

12El Cableado Estructurado

El cableado estructurado es un sistema estandarizado de cableado y componentes asociados que proporciona la infraestructura de telecomunicaciones de una red, permitiendo una instalación eficiente, organizada y flexible ante futuras necesidades y tecnologías.

Componentes del cableado estructurado

Normas de cableado estructurado

TIA/EIA-568ISO/IEC 11801ANSI/TIA-942 (centros de datos)

Ventajas y desventajas

El cableado estructurado se ha convertido en la norma en la mayoría de las instalaciones comerciales e industriales, proporcionando una infraestructura robusta y flexible que soporta el crecimiento y la evolución de las tecnologías de red.

13El Mapa Físico y Lógico de una Red de Área Local

El mapa físico y el mapa lógico de una LAN son representaciones visuales que ayudan a comprender la estructura y el funcionamiento de la red. Ambos son importantes para la planificación, implementación y mantenimiento, pero representan aspectos distintos de la misma red.

Mapa físico

Mapa lógico

Disponer de ambos mapas ayuda en la planificación y el diseño de la red, facilita el mantenimiento al permitir localizar rápidamente dispositivos y conexiones, y sirve como documentación de referencia para futuros cambios y ampliaciones.