Portafolio de Actividades

Laboratorio de Redes Digitales

Departamento de Ciencias e Ingenierías | Universidad Iberoamericana Puebla, México.

Redes de computadoras con Switches y Cables

...
Jesús Francisco Zacateco Morales
Ingeniería Mecatrónica
Fecha: Abril 28, 2025
Switch Router
...

- Resumen -

La práctica permitió conocer, diseñar e implementar distintas configuraciones de red de área local (LAN) utilizando switches y routers, lo que facilitó la comprensión del funcionamiento de cada dispositivo en el entorno de red. Se establecieron redes alámbricas, inalámbricas y combinadas, conectando un mínimo de tres computadoras mediante cables Ethernet y conexiones Wi-Fi. A través del uso de comandos como ipconfig y ping, se verificó la asignación automática de direcciones IP y la comunicación efectiva entre dispositivos. Además, se logró integrar ambas redes para comprobar el intercambio de archivos entre distintos segmentos, reforzando los conocimientos prácticos sobre infraestructura de red, conectividad y diagnóstico de fallos básicos en redes locales.

- Introducción -

En el estudio de redes de computadoras, los dispositivos de interconexión como switches y routers son elementos clave para el diseño y funcionamiento eficiente de una red de área local (LAN). Mientras que los switches operan en la capa de enlace de datos y permiten la conexión entre múltiples dispositivos dentro de un mismo segmento de red, los routers funcionan en la capa de red y se encargan de interconectar diferentes redes, gestionando el tráfico mediante direcciones IP. En esta práctica se configuraron distintas arquitecturas de red —alámbrica, inalámbrica y combinada— utilizando tres computadoras, un servidor web, un switch y un router, con asignación automática de direcciones IP. El objetivo principal fue comprender la función de estos dispositivos y verificar la conectividad mediante pruebas como el comando ping, así como evaluar el acceso a servicios web desde diferentes segmentos de la red. Esta actividad permitió reforzar conceptos teóricos del modelo OSI, al tiempo que brindó experiencia práctica en la implementación y verificación de redes locales.

- Materiales -

6 dispositivos

Cables directos

Cables cruzados

1 switch

1 router

- Desarrollo -

Durante esta práctica se implementaron tres configuraciones distintas de red con el objetivo de comprender el funcionamiento e interacción de dispositivos de interconexión como switches y routers en redes de área local (LAN). Se utilizaron tres computadoras, un switch, un router y cables Ethernet, además de conexiones inalámbricas, con la finalidad de establecer redes alámbricas, inalámbricas y combinadas.

En la primera fase, se diseñó una red alámbrica utilizando un switch como dispositivo central. Se conectaron las computadoras y un servidor local mediante cables directos, y se configuró la asignación automática de direcciones IP mediante DHCP. Para verificar la conectividad, se ejecutó el comando ipconfig en cada equipo, confirmando que se encontraban dentro del mismo rango de red, y se utilizaron comandos ping para comprobar la comunicación entre dispositivos y el acceso al sitio web alojado en el servidor configurado con XAMPP.

En la segunda fase, se construyó una red inalámbrica utilizando un router. El servidor se conectó al router mediante cable de red, mientras que los demás dispositivos se conectaron de forma inalámbrica. El router asignó direcciones IP automáticamente y se realizaron pruebas de conectividad mediante ping, verificando tanto la comunicación entre los dispositivos como el acceso al servidor web.

En la tercera fase, ambas redes fueron integradas utilizando un cable cruzado para conectar directamente el switch al router. Esta unión permitió que todos los dispositivos compartieran el mismo segmento de red y utilizaran el mismo esquema de direcciones IP asignadas automáticamente. Se realizaron pruebas de comunicación entre equipos que inicialmente pertenecían a redes separadas, verificando su correcta interacción. Además, se accedió a los servidores web desde distintos dispositivos y se probó el intercambio de archivos mediante carpetas compartidas, confirmando que la integración fue exitosa.

Esta práctica no solo permitió reforzar los conocimientos teóricos sobre el modelo OSI y la asignación dinámica de direcciones IP, sino que también proporcionó experiencia práctica en el diseño, configuración y verificación de redes locales en distintos entornos.

Simulación

Esta práctica se centra principalmente en la implementación física de redes. Sin embargo, se podría utilizar un software de simulación de redes como Cisco Packet Tracer para modelar y probar conceptualmente las configuraciones antes de la implementación real.

1. Arduino as ISP

...

2. Attiny Blink

...

3. Attiny Digital HIGH

...

4. Attiny Digital LOW

...

5. Attiny Digital Delay

...

6. Attiny 2 LEDs Delay

...

7. Attiny 3 LEDs Delay

...

8. Attiny Digital Input

...

9. Attiny Digital Input IF-ELSE

...

10. Attiny Digital Input IF variables

...

11. Attiny Digital Input OR

...

12. Attiny Digital Input AND

...

13. Attiny Contador + 3 LEDs

...
...
...

14. Attiny Contador + - 3 LEDs

...
...

Diseño

El diseño de la práctica consta de dos redes LAN separadas: una con un switch conectando computadoras y un servidor, y otra con un router conectando dispositivos cableados e inalámbricos, también con un servidor. Finalmente, se unen ambas redes conectando el switch a un puerto LAN del router.

...

Construcción

Durante la implementación de las redes, se eligieron los tipos de cables apropiados según la conexión requerida. Los cables directos se emplearon para enlazar las computadoras con el switch y el router, mientras que el cable cruzado se utilizó para establecer la conexión entre el switch y el router. Se prestó atención al orden de las conexiones, a la asignación de direcciones IP y a la configuración del servidor en los equipos designados. Para la verificación del funcionamiento de la red, se utilizaron herramientas como el símbolo del sistema, ejecutando los comandos ipconfig y ping, además de acceder a los sitios alojados en los servidores a través del navegador web utilizando sus direcciones IP locales.

- Resultados -

A continuación se muestran los videos de los circuitos físicos.

- Conclusiones -

La práctica permitió comprender en profundidad los dispositivos de interconexión, diferenciando claramente las funciones del switch (que opera en la capa 2 del modelo OSI y gestiona tráfico mediante direcciones MAC) y el router (que trabaja en la capa 3, enrutando paquetes entre redes y administrando direcciones IP), demostrando que, aunque cumplen roles distintos, son complementarios en una infraestructura de red. La planificación física y lógica fue fundamental, ya que la selección adecuada de cables (directos para host-switch y cruzados para switch-router), junto con un diseño de topología coherente, aseguró una conectividad estable, mientras que el uso de DHCP facilitó la escalabilidad al automatizar la asignación de direcciones IP, reduciendo errores manuales y permitiendo una integración eficiente de nuevos dispositivos. Herramientas básicas como ping y la verificación de acceso a servidores web resultaron esenciales para validar configuraciones y detectar fallos, confirmando que el diagnóstico inicial con métodos sencillos es clave antes de aplicar soluciones complejas. Además, se logró una interoperabilidad efectiva entre subredes alámbricas (gestionadas por el switch) e inalámbricas (administradas por el router), siempre que se mantuvieran parámetros coherentes como rangos de IP, máscaras de subred y puertas de enlace, lo que refuerza la importancia de diseñar redes modulares y escalables. Por último, la documentación detallada de topologías, configuraciones y resultados de pruebas no solo facilitó la resolución de problemas, sino que también se consolidó como una práctica esencial para mantenimiento, futuras expansiones y auditorías de red.

- Referencias -

Microchip AVR® microcontroller primer: programming and interfacing, third edition (synthesis lectures on digital circuits and systems), BARRETT, Steven F. Pack Daniel J., Editorial Morgan & Claypool, 2019.

K. He, X. Zhang, S. Ren and J. Sun, "Deep Residual Learning for Image Recognition," 2016 IEEE Conference on Computer Vision and Pattern Recognition (CVPR), Las Vegas, NV, USA, 2016, pp. 770-778, doi: 10.1109/CVPR.2016.90.

J. D. Hunter, "Matplotlib: A 2D Graphics Environment," in Computing in Science & Engineering, vol. 9, no. 3, pp. 90-95, May-June 2007, doi: 10.1109/MCSE.2007.55.

- Descargables -

Descargar documento PDF: documento.pdf

Descargar codigo Arduino: codigo.ino

Descargar Archivo 3d .STL: pieza.stl