Elementos hardware que componen una red local

Las redes informáticas locales son infraestructuras fundamentales para el funcionamiento diario tanto en entornos empresariales como domésticos, ya que permiten la interconexión en red de dispositivos dentro de una área limitada, permitiendo el intercambio eficiente de información y la colaboración en tiempo real.

En el ámbito empresarial, disponer de una red local fiable es crucial para gestionar operaciones, procesar datos y ofrecer servicios a tus clientes de manera efectiva. Para los usuarios domésticos, estas redes posibilitan actividades como el entretenimiento digital, la educación a distancia y el teletrabajo o trabajo en remoto.

El adecuado mantenimiento y configuración de estas redes es esencial para asegurar un rendimiento óptimo y para proteger datos sensibles contra amenazas de seguridad. En este artículo te explicaremos cuáles son los principales componentes hardware de una red informática local (routers, switches, cableado de red, racks, patch panels, tomas de red, etc.), y cómo contribuye cada uno de estos elementos al correcto funcionamiento de la red informática local en su conjunto.

Redes LAN y Redes WLAN

En el diseño de redes de área local existen dos subtipos principales de red que se distinguen según el medio de transmisión de señal que utiliza cada uno: las redes cableadas (redes LAN o Ethernet) y las redes inalámbricas (redes WLAN o WiFi). A la hora de diseñar tu infraestructura de red, el peso que le otorgas a cada subtipo depende de diversos factores, como la necesidad de movilidad, la estructura del entorno físico, y los requisitos de velocidad y seguridad de la red.

• Redes LAN (Local Area Network) o Ethernet. Las redes LAN utilizan cables para conectar dispositivos dentro de una misma área geográfica, como puede ser un edificio de oficinas o una vivienda. Este tipo de red permite una conexión de alta velocidad y es generalmente más segura y estable que su contraparte inalámbrica, debido a que la transmisión de datos se realiza a través de medios físicos, y debido a que se utilizan cables dedicados para cada conexión, lo que aumenta muchísimo el ancho de banda interno de la red.
• Redes WLAN (Wireless Local Area Network) o WiFi. Las redes WiFi permiten la conexión de dispositivos sin la necesidad de utilizar cables, utilizando ondas electromagnéticas para transmitir la información. Esto ofrece una mayor flexibilidad y movilidad, ya que los usuarios pueden conectarse a la red informática desde diferentes ubicaciones mientras estén dentro del alcance de los puntos de acceso WiFi. Sin embargo, las redes WLAN pueden ser más susceptibles a interferencias y problemas de seguridad si no se configuran adecuadamente, y además tienen la limitación intrínseca de que el canal de comunicación es compartido entre todos los elementos de la red, lo que puede provocar colisiones de paquetes y reduce el ancho de banda disponible para cada dispositivo.

Puntos de Acceso WiFi (APs WiFi)

A nivel físico, es habitual que las redes WLAN/WiFi formen parte de una infraestructura de red LAN más amplia. Los puntos de acceso WiFi sirven para generar una red inalámbrica de amplia cobertura a la que pueden conectarse los clientes o usuarios, pero los APs WiFi por su parte se conectan a switches de la capa de acceso o distribución de la red mediante cables de red. Estos switches, a su vez, se conectan también mediante cableado al router principal de la red, que es quien funciona como pasarela de acceso al exterior de la red (hacia Internet). Esta configuración híbrida permite combinar lo mejor de ambos mundos: la flexibilidad de la conexión inalámbrica con la estabilidad y velocidad de la red cableada.

En entornos donde el cableado no es posible o práctico, los puntos de acceso WiFi son vitales. Extienden la LAN al espacio inalámbrico, ofreciendo conectividad a dispositivos móviles como smartphones, tablets y portátiles, y creando así un espacio de trabajo flexible.

Los protocolos de WLAN, como IEEE 802.11ac (conocido popularmente como WiFi 5) y IEEE 802.11ax (conocido como WiFi 6), especifican los métodos de transmisión y las frecuencias operativas, lo que directamente afecta al rendimiento y al alcance de la red. El estándar WiFi 5, que opera en la banda de 5 GHz, ofrece mejoras significativas en la velocidad y es menos susceptible a interferencias que su predecesor, el protocolo 802.11n o WiFi 4. Sin embargo, el WiFi 6 (802.11ax) introduce una eficiencia espectral superior, mayor capacidad y velocidades más altas, optimizando la red para soportar un mayor número de dispositivos concurrentes y un uso de datos más intensivo.

Cableado de Red

El cableado de red es el conjunto de cables y conectores que se utilizan en una red de tipo LAN como medio de transmisión de la información. Se conoce también como cableado estructurado cuando la infraestructura de cableado se organiza en dos componentes principales: el cableado horizontal, que conecta los dispositivos finales a las salas de telecomunicaciones, y el cableado vertical, que interconecta diferentes pisos o edificios.

En las redes informáticas locales se utilizan principalmente dos tipos de cables:

• Fibra Óptica. Este tipo de cableado utiliza hilos de vidrio o plástico para transmitir datos en forma de luz. La fibra óptica es capaz de soportar velocidades de transmisión muy altas y es ideal para conexiones de larga distancia, ya que es menos susceptible a la atenuación de la señal en comparación con el cableado de cobre, y porque es inmune a las interferencias electromagnéticas. Es habitual utilizar fibra óptica cuando se trata de conectar edificios o estructuras que están a una distancia superior a 100 metros, o bien para conectar entre sí los elementos troncales de la red informática, que agregan el tráfico de toda la red y requieren altísimas velocidades de transmisión.



• Cables de Cobre de Tipo Par Trenzado. Estos cables, conocidos como cables Ethernet, utilizan pares de hilos trenzados para minimizar las interferencias y mantener una alta calidad de señal. Permiten la transmisión de datos y también pueden suministrar energía a dispositivos a través de la tecnología Power over Ethernet (PoE), lo que es útil para alimentar puntos de acceso WiFi, cámaras de videovigilancia, teléfonos IP y otros dispositivos de red. Dependiendo de las necesidades de velocidad y ancho de banda de la red, se utilizan cables de cobre de diferentes categorías. Los cables de categoría Cat5e pueden soportar hasta 1 Gbps, mientras que los de categorías Cat6 y Cat6a pueden manejar hasta 10 Gbps con diferentes límites de distancia. Adicionalmente, según la necesidad de protección contra interferencias electromagnéticas, los cables de red se clasifican en distintos tipos: UTP (Unshielded Twisted Pair) para entornos con baja interferencia electromagnética, FTP (Foiled Twisted Pair) que incluye una capa de protección alrededor de cada par trenzado, y SFTP (Shielded Foiled Twisted Pair), que combina la protección de la lámina con una cubierta exterior metálica, ofreciendo una protección superior contra interferencias externas.

La elección entre fibra óptica y cable de cobre, así como del tipo y categoría del cable a utilizar en cada instalación, dependerá de las necesidades específicas de la red, incluyendo factores como la distancia, el presupuesto, y los requerimientos de velocidad y seguridad de la transmisión de datos.

Tomas de Red RJ45

Las tomas de red RJ45 son un componente esencial en el sistema de cableado estructurado de cualquier red LAN, actuando como el punto de conexión final para los dispositivos dentro de una red cableada. Estas tomas, o puertos, están formadas por conectores RJ45 de tipo hembra, para poder acomodar los conectores RJ45 macho que utilizan los cables Ethernet, permitiendo la conexión física de dispositivos como computadoras, impresoras, teléfonos VoIP, y otros equipos de red a la infraestructura de cableado horizontal.

Una correcta instalación y etiquetado de las tomas de red RJ45 es fundamental para la fiabilidad y eficiencia de la red. Estas tomas han de ubicarse estratégicamente en lugares accesibles para los usuarios y dispositivos finales, como paredes, pisos, o paneles de conexión en áreas de trabajo. La calidad de las tomas de red y su instalación profesional aseguran una conexión segura y una óptima transmisión de datos, minimizando los riesgos de desconexiones accidentales o de fallos de funcionamiento.

Además de su función básica de conexión, las tomas de red RJ45 pueden servir como soporte a tecnologías avanzadas como Power over Ethernet (PoE), permitiendo alimentar eléctricamente dispositivos PoE a través del cable de red, eliminando así la necesidad de fuentes de alimentación adicionales y simplificando la infraestructura de red.

Patch Panels

Los patch panels (también llamados paneles de conexión o paneles de parcheo), proporcionan un punto de concentración centralizado para el cableado de red, facilitando la organización y la conexión de los cables provenientes de las áreas de trabajo hacia los dispositivos de red, como switches y routers.

Se ubican dentro de armarios rack, en el cuarto de comunicaciones, y al centralizar las conexiones de red en un único punto, permiten simplificar significativamente el proceso de modificación, expansión y solución de problemas de la red.

Cada puerto en un patch panel está directamente conectado a través del cableado horizontal a una toma de red RJ45 en una ubicación del espacio de trabajo. Esto permite que los administradores de red conecten y desconecten dispositivos de la red fácilmente, sin necesidad de alterar el cableado original instalado en el edificio. Es una manera eficiente de mantener la red organizada y adaptable a cambios, como la reconfiguración de oficinas o la incorporación de nuevo hardware de red.

La implementación de patch panels también mejora la integridad de la red. Al evitar el manejo frecuente de los cables primarios, se reduce el riesgo de daños y deterioro, asegurando una conexión de alta calidad y un rendimiento óptimo de la red. Además, su uso facilita la identificación visual y física de las conexiones de red, lo que es esencial para una gestión eficaz y la solución rápida de problemas.

Patch Cords

Los patch cords, también conocidos como latiguillos RJ45, no son más que cables cortos de cobre, terminados con conectores RJ45 de tipo macho en ambos extremos, que se utilizan para conectar dispositivos a los patch panels o directamente a otros equipos de red, como switches y routers.

Estos cables son esenciales para la flexibilidad y la gestión de la red, permitiendo ajustes rápidos, extensiones y reconfiguraciones sin la necesidad de modificar el cableado estructurado principal.

Los patch cords están disponibles en diversas longitudes (0.25m, 0.5m, 1m, etc.) y categorías (Cat6, Cat6a, etc.), adecuadas para diferentes necesidades de transmisión de datos y velocidades de red. En el contexto de un sistema de cableado estructurado, los patch cords son los elementos que proporcionan la conexión final y activa entre el hardware de red y las tomas de red distribuidas a lo largo del entorno de trabajo.

Racks de Comunicaciones

Los armarios rack o racks informáticos son componentes críticos en la infraestructura de una red, proporcionando un marco organizado para el montaje de equipos de red como servidores, switches, routers y paneles de conexión (patch panels).

Estos armarios están diseñados para soportar y proteger el hardware crítico de la red, y su diseño modular permite una gestión eficiente del espacio dentro de la sala de comunicaciones.

La estructura básica de los armarios rack se define por su altura, expresada en unidades de rack (U), su anchura estándar (19 pulgadas es la más común para equipos de TI), y su profundidad, que puede variar para acomodar distintos tipos de equipos.

Existen varios tipos de racks, incluyendo los racks abiertos o bastidores, que facilitan el acceso y la ventilación pero ofrecen menor protección, los racks cerrados o gabinetes, que proporcionan un entorno controlado para los equipos con puertas y paneles laterales para la seguridad y la protección contra el polvo, y los racks de montaje en pared (racks murales), ideales para espacios pequeños o para albergar equipos de red periféricos.

Cada tipo de rack está diseñado para cumplir con diferentes requisitos operativos y de seguridad, desde centros de datos de gran escala hasta instalaciones de red en oficinas pequeñas, asegurando que los equipos críticos estén organizados, accesibles y seguros. La selección adecuada de un rack implica considerar la densidad de potencia, la profundidad del equipo, el peso y las necesidades de flujo de aire para una correcta refrigeración de los equipos alojados en él.

Routers

Los routers o enrutadores desempeñan múltiples funciones críticas de la red local, además de ser el intermediario entre los dispositivos conectados a la red local y la salida a Internet. Actúan como gestores de tráfico inteligentes, determinando las rutas óptimas para la transmisión de datos a través de la red, basándose en diversos algoritmos y protocolos de enrutamiento como RIP, OSPF, y BGP. Estos dispositivos están equipados con la capacidad para inspeccionar el destino de los paquetes de datos y tomar decisiones informadas sobre la mejor ruta para esos paquetes, asegurando así una entrega eficiente y fiable.

Además de la dirección del tráfico, los routers juegan un papel fundamental en la administración de las direcciones IP dentro de las redes. Pueden asignar direcciones IP estáticas o dinámicas a los dispositivos conectados, facilitando una gestión de red coherente y organizada. Esta función es esencial para mantener la conectividad de red y el acceso a los recursos de red y servicios online.

Los routers ofrecen también funcionalidades avanzadas que mejoran la seguridad y la flexibilidad de la red, como por ejemplo las conexiones VPN (Private Virtual Network), que permiten establecer un canal seguro y encriptado a través de Internet, ideal para el teletrabajo y el acceso remoto a recursos de la empresa. Igualmente, muchos routers integran capacidades de firewall, protegiendo la red de amenazas externas y controlando el tráfico entrante y saliente según políticas de seguridad predefinidas.

La habilidad de los routers para crear y gestionar subredes es otro aspecto vital de su funcionalidad. Esto permite a las organizaciones segmentar su red en múltiples subredes lógicas, mejorando así la gestión del tráfico, aumentando la seguridad mediante la limitación del acceso entre segmentos de la red, y optimizando el rendimiento al reducir la congestión.

Al considerar la elección de un router para tu red informática local, es importante evaluar las necesidades específicas de la red, el rendimiento que ha de tener, las funciones de seguridad requeridas, las opciones de gestión que ofrece y su compatibilidad con estándares y protocolos de red existentes.

Firewalls

Los firewalls hardware son una barrera esencial entre una red local y las amenazas externas. Aunque la mayoría de routers incluyen funciones de firewall, por lo que muchas redes locales no utilizan un firewall hardware, en muchas ocasiones es necesario utilizar un dispositivo dedicado que permita ofrecer una protección más robusta y personalizable.

La función principal de los firewalls hardware es inspeccionar y filtrar el tráfico entrante y saliente de la red local basándose en un conjunto avanzado de reglas, con el objetivo de proteger la red contra ataques y accesos no autorizados provenientes del exterior.

Switches

Los switches o conmutadores desarrollan una labor clave en el direccionamiento y la gestión eficiente del tráfico interno de la red local. Estos dispositivos toman decisiones inteligentes sobre el envío de paquetes de datos únicamente a los dispositivos de destino específicos, en lugar de transmitir la información a todos los dispositivos conectados a la red, lo que no sólo mejora la seguridad al limitar el acceso a los datos, sino que también optimiza el uso del ancho de banda y mejora significativamente el rendimiento de la red.

Operando principalmente en la capa 2 (Capa de Enlace de Datos) del modelo OSI, los switches realizan el control del flujo de información utilizando direcciones MAC (Control de Acceso al Medio) para identificar dispositivos dentro de la red. Esta capacidad les permite segmentar la red en múltiples dominios de colisión, reduciendo la congestión y permitiendo una comunicación más eficaz entre los nodos.

Los switches gestionables disponen de funcionalidades avanzadas diseñadas para soportar las necesidades complejas de las redes actuales. Entre estas funcionalidades se incluyen el soporte para VLANs (Redes Locales Virtuales), que permite segmentar aún más la red en múltiples subredes lógicas para mejorar la seguridad y el rendimiento; configuraciones QoS (Calidad de Servicio), que permiten priorizar tipos específicos de tráfico de datos para garantizar el rendimiento de aplicaciones críticas; y alimentación PoE (Power Over Ethernet), que suministra energía a dispositivos como puntos de acceso WiFi, teléfonos VoIP y cámaras IP a través del propio cable de red, simplificando la instalación y reduciendo los requisitos de cableado.

Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI/UPS)

Los Sistemas de Alimentación Ininterrumpida (SAI), también conocidos por sus siglas en inglés como UPS (Uninterruptible Power Supply), son dispositivos esenciales para garantizar la continuidad operativa de las redes informáticas locales, minimizando su tiempo de inactividad (fundamental en entornos empresariales y de negocios).

Estos sistemas proporcionan una fuente de energía secundaria que se activa automáticamente en caso de interrupciones o fluctuaciones en el suministro eléctrico principal, protegiendo así a los equipos de red críticos, como servidores, switches y routers, contra daños potenciales y pérdidas de datos.

Además de actuar como una barrera de protección contra cortes de energía, muchos modelos de SAI ofrecen protección contra sobretensiones y filtrado de ruido, mejorando la calidad de la energía que llega a los dispositivos conectados.

Al elegir un SAI, es importante que consideres su capacidad de carga, el tiempo de autonomía deseado y que sus características específicas se ajusten a las necesidades particulares de la red informática y de los dispositivos que quieres proteger.

Dispositivos de Almacenamiento en Red (NAS)

Los NAS (sigles del inglés "Network Attached Storage") son dispositivos de almacenamiento conectados a la red local que permiten almacenar y compartir datos y archivos entre múltiples usuarios y dispositivos de manera centralizada. Aunque técnicamente son dispositivos de almacenamiento, en la práctica pueden funcionar de manera similar a un servidor dedicado para el almacenamiento de archivos, optimizado específicamente para esta tarea.

Un NAS típicamente incluye su propio sistema operativo y software de gestión, diseñado para facilitar la configuración, el almacenamiento, y el acceso a los datos de manera segura y eficiente. Son utilizados tanto en entornos domésticos para compartir archivos multimedia y realizar copias de seguridad, como en entornos empresariales para facilitar la colaboración, gestionar grandes volúmenes de datos y servir como solución de respaldo y recuperación ante desastres (sistema de backup).

La principal ventaja de un NAS es su facilidad de acceso; los datos almacenados en un NAS pueden ser accesibles desde cualquier dispositivo conectado a la red, lo que facilita el trabajo colaborativo y el acceso remoto a información importante. Además, los dispositivos NAS pueden ofrecer funcionalidades adicionales como el almacenamiento de grabaciones en sistemas de videovigilancia y la integración con servicios cloud, aumentando su versatilidad y su valor para usuarios y empresas.

Tarjetas de Red (NIC)

Las tarjetas de red, conocidas técnicamente como NIC (Network Interface Card), son dispositivos de hardware esenciales que permiten a un ordenador o dispositivo conectarse a la red local. Funcionan como el punto de interconexión entre el dispositivo y la red, facilitando la comunicación y el intercambio de datos con otros dispositivos conectados.

Las NIC están presentes en una amplia variedad de dispositivos que requieren conectividad a redes, incluyendo ordenadores personales, servidores, impresoras, dispositivos IoT (Internet de las Cosas), y muchos otros dispositivos inteligentes. En ordenadores de escritorio, las NIC pueden ser tarjetas de expansión insertadas en una ranura de la placa base, mientras que en ordenadores portátiles y otros dispositivos móviles, suelen estar integradas directamente en el hardware del dispositivo.

El papel de una NIC dentro de una red informática local es crítico, ya que proporciona la interfaz física y lógica necesaria para la transmisión y recepción de datos a través de la red. Esto incluye la preparación, el envío y el control de los datos entre el dispositivo y la red, así como la conversión de los datos entre las formas paralela (utilizada internamente por los ordenadores) y serial (utilizada para la comunicación de red).

Cada NIC tiene asignada una dirección única conocida como dirección MAC (Media Access Control), que es un identificador físico fijo pregrabado en la NIC por el fabricante, y que permite identificarla de manera exclusiva en una red. Esta dirección, que consta de 48 bits o 6 bytes, es utilizada en el nivel de enlace de datos (capa 2) del modelo OSI para asegurar que los datos enviados a través de la red lleguen al dispositivo correcto.

Conclusión

En esta guía hemos explorado los componentes esenciales que constituyen la infraestructura hardware de una red informática local. Hemos abordado los diferentes elementos que componen el cableado de red o cableado estructurado, el uso de puntos de acceso WiFi para generar redes WLAN, el papel que desempeñan en la red dispositivos críticos como routers, firewalls y switches, la utilización de armarios rack para garantizar el orden y la organización del cableado y de la electrónica de red, y hemos hablado también de sistemas de almacenamiento de la información, como los NAS, y dispositivos para una correcta gestión de la energía, como los SAIs.

La correcta selección, instalación y mantenimiento de cada uno de estos componentes es fundamental para el éxito de cualquier empresa o negocio en la era digital. Una red bien diseñada no sólo mejora la productividad y facilita la operatividad diaria, sino que también asegura la seguridad y la integridad de los datos críticos de tu empresa.

Si estás planificando construir desde cero o mejorar la infraestructura de red de tu empresa o negocio, no dudes en contactarnos. El equipo de especialistas de Claridad.Tech estará listo para atenderte, y para ofrecerte soluciones personalizadas que se ajusten a tu presupuesto y a los requerimientos técnicos actuales y futuros de tu red informática.