4. Xarxes bàsiques i taller

Esta pàgina prepara la sessió presencial: tocaràs maquinari real, així que convé arribar amb les nocions de xarxa clares i, sobretot, sabent com treballar amb seguretat. Les xarxes es tracten a fons en la unitat 5 (2n trimestre); ací en tens la base per a entendre la pràctica i els mapes d’una instal·lació.

Com treballar esta pàgina

Temps orientatiu: uns 75 minuts de lectura abans de la presencial.

1. Llig les seccions 1 a 6 (xarxes) i la secció 9 (el guió de la pràctica).
2. La secció 7 (seguretat al taller) és lectura obligatòria abans de tocar cap equip.
3. Fes l’activitat 7 (mapes d’una xarxa). L’activitat 8 és la fitxa que completaràs durant la presencial.
4. Porta roba còmoda i arreplega’t el cabell si el portes llarg.

1. Què és una xarxa

Una xarxa informàtica és un conjunt de dispositius (ordinadors, servidors, impressores, mòbils…) connectats entre si per cables o senyals sense fil per a compartir informació i recursos: arxius, impressores, una connexió a Internet o la potència de càlcul d’altres equips.

2. Tipus de xarxes segons l’abast

Tipus	Abast	Exemple
PAN (Personal Area Network)	Uns pocs metres	El mòbil amb els auriculars per Bluetooth
LAN (Local Area Network)	Un edifici o uns quants de pròxims	La xarxa de l’institut o la d’una casa
MAN (Metropolitan Area Network)	Una ciutat	Xarxa municipal que connecta diversos centres
WAN (Wide Area Network)	Grans distàncies, fins i tot entre països	Internet, la WAN més gran que existix

3. Topologies

La topologia és la manera com s’organitzen les connexions entre els dispositius. Afecta el cost d’instal·lació, la facilitat per a trobar avaries i la tolerància a fallades (què passa amb la resta si un cable o un equip falla).

Topologia	Com es connecta	Avantatge	Inconvenient
Bus	Tots els equips compartixen un únic cable	Molt econòmica, poc cablejat	Si falla el cable central, cau tota la xarxa
Estrella	Tots els equips a un dispositiu central (switch)	Una fallada en un cable només afecta eixe equip	Si falla el switch, cau tota la xarxa
Anell	Cada equip amb els dos veïns, en cercle	Repartiment equitatiu del trànsit	Un punt trencat pot interrompre l’anell
Malla	Cada equip amb diversos (o tots) els altres	Màxima redundància	Cara i complexa

Quasi totes les xarxes locals actuals (la de l’institut inclosa) són en estrella, amb un o diversos switches: una avaria afecta un sol lloc de treball. El bus (cable coaxial compartit) i l’anell pertanyen a xarxes antigues. Una malla completa de n equips necessita n × (n − 1) ÷ 2 enllaços: 8 equips, 28 cables; 20 equips, 190. Per això només s’usa de forma parcial, per exemple entre els switches principals.

4. Mitjans de transmissió i connectors

Mitjà	Connector	Velocitat típica	Ús habitual
Parell trenat (UTP)	RJ45	1 Gb/s (fins a 10 Gb/s en categories avançades)	Xarxes LAN cablejades: el més habitual
Fibra òptica	SC, LC	Diversos Gb/s a gran distància	Troncals, centres de dades, llargues distàncies
Wi-Fi	Ones de ràdio, sense connector	Des de centenars de Mb/s a diversos Gb/s, segons l’estàndard	Mobilitat i comoditat; menys estable que el cable

• El cable UTP admet com a màxim 100 m per tram. Les categories (5e, 6, 6A…) indiquen la velocitat que suporta; la 6A arriba als 10 Gb/s en els 100 m.
• El connector que anomenem RJ45 és tècnicament un 8P8C.
• La fibra transmet llum, no electricitat: arriba més lluny i no patix interferències elèctriques. La monomode servix per a llargues distàncies i la multimode per a distàncies curtes.

5. Dispositius bàsics

• Switch (commutador): connecta equips d’una mateixa xarxa local. Un hub, més antic, repetia tot el trànsit a tots els ports; el switch aprén quin equip hi ha en cada port i envia el trànsit només al destinatari, de manera que la xarxa és més eficient i més segura.
• Router (encaminador): connecta xarxes diferents i decidix per on ha de passar cada paquet (per exemple, per a eixir de la xarxa d’una aula cap a Internet). El «router» que tens a casa és, en realitat, router, switch i punt d’accés Wi-Fi en un sol aparell.

6. Mapes físics i lògics

Documentar una xarxa és imprescindible per a qualsevol administrador, i es fa amb dos mapes complementaris:

• El mapa físic mostra la disposició real: en quin armari està cada switch, per quina canaleta passa cada cable, en quina sala està cada presa. És el que necessites per a localitzar una avaria.
• El mapa lògic mostra com circula la informació, independentment d’on estiga cada equip: quines adreces IP té, a quines xarxes pertany, quin camí seguix el trànsit. És el que necessites per a entendre o depurar el funcionament.

Un mateix edifici pot tindre un cablejat físic molt senzill (tot en estrella cap a un armari) i, damunt d’ell, una organització lògica complexa (xarxes diferents per a professorat, alumnat i administració, compartint els mateixos cables).

7. El taller: seguretat i prevenció de riscos

La Llei 31/1995 de Prevenció de Riscos Laborals obliga a avaluar els riscos del lloc de treball i a prevenir-los; i el Reial decret 488/1997 fixa les condicions mínimes per a qui treballa amb pantalles. En el taller es resumix en tres idees: evitar el risc, protegir-se i saber què fer si passa alguna cosa.

7.1 Abans d’obrir un equip

1. Apaga’l i desendolla el cable de corrent: apagat no és el mateix que desconnectat (la placa conserva tensió de reserva).
2. Amb l’equip desendollat, prem uns segons el botó d’encesa per a descarregar l’electricitat residual.
3. Espera que es refrede: el dissipador i alguns xips poden estar molt calents.
4. Treballa en una superfície neta, ordenada i ben il·luminada, i guarda els cargols en un recipient.
5. Lleva’t polseres, anells i cadenes.
6. No obris mai una font d’alimentació ni toques els seus components interns.

7.2 Descàrregues electrostàtiques (ESD)

L’electricitat estàtica que acumula el teu cos (en caminar, en fregar roba sintètica) es pot descarregar sobre un component. Tu no notes la descàrrega per davall d’uns 3.000 V, però un xip pot danyar-se amb molt menys, sense que es note: la peça pot funcionar a mitges o fallar setmanes després.

• Usa una polsera antiestàtica connectada a una part metàl·lica sense pintar del xassís o a terra. Si no en tens, toca sovint una part metàl·lica sense pintar.
• Agafa targetes i mòduls pels cantons, sense tocar contactes ni xips.
• Guarda les peces en bosses antiestàtiques, mai damunt de plàstic comú ni de moqueta.
• Evita treballar sobre moqueta o amb roba de llana o sintètica.

7.3 Altres riscos

• Talls i ferides: cantons del xassís, pins, soldadures.
• Càrregues: en alçar un equip o un monitor, flexiona els genolls i no arredones l’esquena; demana ajuda si pesa.
• Cables: arreplega’ls perquè ningú s’hi tropece i desconnecta’ls estirant del connector, no del cable.
• Líquids lluny dels equips. Llava’t les mans després de manipular pasta tèrmica o productes de neteja i llig les etiquetes.
• Piles i bateries de liti: no les perfores ni les exposes a la calor; una bateria inflada s’ha de retirar.
• Foc: coneix on són l’extintor i l’eixida d’emergència; en un equip elèctric no s’usa mai aigua.
• Residus: els aparells electrònics i les piles no van al fem, sinó a un punt de recollida autoritzat.

7.4 Ergonomia en l’ús habitual

Treballar hores davant de l’ordinador també és un risc (fatiga visual, esquena, canells). Col·loca la pantalla a l’altura dels ulls i a uns 50-70 cm, recolza l’esquena, apoia els peus a terra, evita els reflexos i fes pauses curtes i regulars.

8. Perifèrics: classificar, instal·lar i configurar

Un perifèric és un dispositiu que es connecta a l’equip per a introduir-hi dades, rebre’n resultats o ampliar-lo.

Tipus	Exemples	Connexions habituals
Entrada	Teclat, ratolí, escàner, micròfon, càmera web	USB, Bluetooth, jack
Eixida	Monitor, impressora, altaveus, projector	HDMI, DisplayPort, USB, xarxa, jack
Entrada i eixida	Pantalla tàctil, disc extern, targeta de xarxa	USB, Thunderbolt, RJ45

• USB: el 2.0 arriba als 480 Mb/s; els USB 3.x, de 5 a 20 Gb/s segons la versió; USB4 i Thunderbolt, fins a 40 Gb/s o més. Un connector USB-C no garantix velocitat ni vídeo: depén del port i del cable.
• Monitors: IPS (bons colors i angles de visió), VA (molt contrast), TN (ràpid i barat, pitjors angles). En OLED cada píxel emet llum (negre perfecte, risc de burn-in); QLED és un LCD amb punts quàntics, no OLED.
• Impressores: làser (tòner; ràpida i barata per pàgina) i de raig de tinta (bona per a color i foto).

Passos per a instal·lar-ne un:

1. Connecta’l. Els USB es poden endollar amb l’equip encés (hot-plug).
2. El sistema el detecta i carrega un controlador (driver), el programari que li explica com comunicar-se amb el dispositiu. Sovint és automàtic (plug and play).
3. Comprova que s’ha reconegut (ordres a continuació).
4. Si cal, instal·la el controlador del fabricant, descarregat del seu web oficial.
5. Configura’l: resolució i freqüència de refresc del monitor, impressora predeterminada i pàgina de prova, disposició del teclat…
6. Prova que funciona.

lsusb               # dispositius USB connectats
lspci               # targetes i controladores PCI/PCIe
lsblk               # discs i particions
sudo dmesg | tail   # missatges del nucli en endollar un dispositiu

Get-PnpDevice -PresentOnly | Where-Object Status -ne 'OK'   # dispositius amb problemes

En Windows també tens l’Administrador de dispositius (devmgmt.msc), on un dispositiu amb problemes apareix marcat.

9. La pràctica presencial

Es fa per parelles, sobre un equip real o amb el simulador que s’indique en Aules. Repassa abans la secció 7.

1. Identificació de components: localitza i nomena en un ordinador real (o desmuntat) la placa base, la CPU, els mòduls de RAM, la unitat d’emmagatzematge i la font d’alimentació.
2. Manipulació guiada, amb supervisió del professor: desmunta i torna a muntar un mòdul de RAM i una unitat d’emmagatzematge. Comprova la fixació de cada connector: l’encaix de les osques de la RAM, els cargols del SSD o HDD i els cables SATA de dades i d’alimentació.
3. Connectors de xarxa: identifica un cable de parell trenat, crimpa (o almenys observa com es crimpa) un connector RJ45 i compara’l amb un tram de fibra òptica, si n’hi ha.
4. Fitxa de reconeixement: completa la fitxa de components (activitat 8) i entrega-la en Aules abans d’acabar la classe.

Comprova el que has après

1. Quants cables necessites per a una malla completa de 8 equips? I per a una estrella?

   Resposta

   Malla: 8 × 7 ÷ 2 = 28 enllaços. Estrella: 8 cables, un per equip fins al switch.

2. Si el switch central d’una xarxa en estrella falla, què passa? Com es reduiria el risc?

   Resposta

   Cau tota la xarxa que depén d’eixe switch. Es reduïx amb un switch de recanvi llest o amb enllaços redundants entre switches.

3. Un PC de l’aula 2 no té xarxa i sospites del cable. Quin mapa necessites? I si vols saber a quina xarxa pertany el PC?

   Resposta

   Per a trobar el cable, el mapa físic. Per a saber la xarxa i la IP, el mapa lògic.

4. Cita tres mesures per a evitar una descàrrega electrostàtica en tocar la placa base.

   Resposta

   Polsera antiestàtica (o tocar sovint una part metàl·lica sense pintar del xassís), agafar les peces pels cantons sense tocar contactes ni xips, i guardar-les en bosses antiestàtiques lluny de moquetes i plàstics.

5. Per què no s’ha d’obrir mai una font d’alimentació, ni quan està desendollada?

   Resposta

   Perquè els condensadors poden mantindre una càrrega elèctrica perillosa durant molt de temps després de desconnectar-la.

Glossari

Valencià	Castellano
xarxa d’àrea local (LAN)	red de área local (LAN)
topologia	topología
commutador (switch)	conmutador (switch)
encaminador (router)	router (enrutador)
cablejat	cableado
armari de comunicacions	armario de comunicaciones
descàrrega electrostàtica (ESD)	descarga electrostática (ESD)
prevenció de riscos laborals	prevención de riesgos laborales
polsera antiestàtica	pulsera antiestática
perifèric	periférico
controlador (driver)	controlador (driver)
crimpar un connector	crimpar (engarzar) un conector