Redes
Como en todo proceso de comunicación se
requiere de un emisor, un mensaje, un medio y un receptor. La finalidad
principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos
y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad
de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir
el costo general de estas acciones. Un ejemplo es Internet, la cual es una gran
red de millones de computadoras ubicadas en distintos puntos del planeta interconectadas
básicamente para compartir información y recursos
La estructura y el modo de
funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios
estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo
TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI. Este último, estructura cada red
en siete capas con funciones concretas pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se
reducen a cuatro capas. Existen multitud de protocolos repartidos por cada
capa, los cuales también están regidos por sus respectivos estándares.
El fin de una red es la de
interconectar los componentes hardware de una red , y por tanto,
principalmente, las computadoras individuales, también denominados hosts, a los
equipos que ponen los servicios en la red, los servidores, utilizando el
cableado o tecnología inalámbrica soportada por la electrónica de red y unidos
por cableado o radiofrecuencia. En todos los casos la tarjeta de red se puede
considerar el elemento primordial, sea ésta parte de un ordenador, de un
conmutador, de una impresora, etc. y sea de la tecnología que sea (ethernet,
Wi-Fi, Bluetooth, etc.)
Software
Sistema operativo de red: permite la
interconexión de ordenadores para poder acceder a los servicios y recursos. Al
igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, una red de
equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. En muchos casos el
sistema operativo de red es parte del sistema operativo de los servidores y de
los clientes, por ejemplo en Linux y Microsoft Windows.
Software de aplicación: en última
instancia, todos los elementos se utilizan para que el usuario de cada
estación, pueda utilizar sus programas y archivos específicos. Este software
puede ser tan amplio como se necesite ya que puede incluir procesadores de texto,
paquetes integrados, sistemas administrativos de contabilidad y áreas afines,
sistemas especializados, correos electrónico, etc. El software adecuado en el
sistema operativo de red elegido y con los protocolos necesarios permiten crear
servidores para aquellos servicios que se necesiten.
Hardware
Tarjeta de red
Artículo principal: Tarjeta de red.
Para lograr el enlace entre las
computadoras y los medios de transmisión (cables de red o medios físicos para
redes alámbricas e infrarrojos o radiofrecuencias para redes inalámbricas), es
necesaria la intervención de una tarjeta de red, o NIC (Network Card
Interface), con la cual se puedan enviar y recibir paquetes de datos desde y
hacia otras computadoras, empleando un protocolo para su comunicación y
convirtiendo a esos datos a un formato que pueda ser transmitido por el medio
(bits, ceros y unos). Cabe señalar que a cada tarjeta de red le es asignado un
identificador único por su fabricante, conocido como dirección MAC (Media
Access Control), que consta de 48 bits (6 bytes). Dicho identificador permite
direccionar el tráfico de datos de la red del emisor al receptor adecuado.
El trabajo del adaptador de red es el
de convertir las señales eléctricas que viajan por el cable (ej: red Ethernet)
o las ondas de radio (ej: red Wi-Fi) en una señal que pueda interpretar el
ordenador.
Estos adaptadores son unas tarjetas PCI
que se conectan en las ranuras de expansión del ordenador. En el caso de
ordenadores portátiles, estas tarjetas vienen en formato PCMCIA o similares. En
los ordenadores del siglo XXI, tanto de sobremesa como portátiles, estas
tarjetas ya vienen integradas en la placa base.
Adaptador de red es el nombre genérico
que reciben los dispositivos encargados de realizar dicha conversión. Esto
significa que estos adaptadores pueden ser tanto Ethernet, como wireless, así
como de otros tipos como fibra óptica, coaxial, etc. También las velocidades
disponibles varían según el tipo de adaptador; éstas pueden ser, en Ethernet,
de 10, 100, 1000 Mbps o 10000, y en los inalámbricos, principalmente, de 11,
54, 300 Mbps.
CLASES DE REDES
A lo
largo de la historia y como ha venido evolucionando la tecnologia y que el
mundo
necesita
estar en constante comunicacion, se observa un gran avance en cuanto a las
tecnologia de redes, y sus diferentes tipos de configuraciones y los modos como
se trasmite informacion y la consante comunicacion de las personas mediante
voz, audio y video,
Redes de Área Local (LAN)
Son
privadas y se usan para conectar computadores personales y estaciones de
trabajo de una oficina, fábricas, otro objetivo intercambian información.
Las
LAN están restringidas en tamaño porque el tiempo de transmisión esta limitado,
opera a una velocidad de 10 a 100 mega bites por segundo
El
material para una conexión puede ser cable coaxial un cable de dos hilos, fibra
óptica o cable U T P, se pueden efectuar conexiones inalámbricas empleando
transmisiones de infrarrojos.
Las
redes emplean protocolos o reglas para intercambiar información, impidiendo una
colisión de datos, se emplean protocolos como ethernet o token Ring
Redes de Área Amplia (WAN)
Es
extensa geográficamente en un país o continente, utiliza maquinas Hosts
conectadas por una subred de comunicaciones para conducir mensajes de una hosts
a otra, en redes amplias la subred tiene dos componentes las líneas de
transmisión y los elementos de conmutación que son computadoras especializadas
que conectan dos o mas líneas de transmisión.
Las
WAN contienen numerosos cables y hacen uso de enrutadores, en el caso de no
compartir cables y desean comunicarse lo hacen por medio de otros enrutadores
intermedios hasta que la línea de salida este libre y se reenvía y una subred
basado en este principio se llama punto a punto.
Algunas
posibles topologías diseñadas de interconexión de enrutador tienen topologías
irregulares como son de anillo, árbol, completa, intersección de anillos,
irregular, estrella.
Red de Área Metropolitana
(MAN)
Para
extenderse a lo largo de una ciudad se puede conectar un cierto numero de LAN
en una red mayor de manera que se puedan compartir recursos de una LAN a otra
haciendo uso de una MAN se conectan todas las LAN de oficinas dispersas.
REDES PUNTO A PUNTO
Conexiones
directas entre terminales y computadoras, tienen alta velocidad de transmisión,
seguras, inconveniente costo, proporciona mas flexibilidad que una red con
servidor ya que permite que cualquier computadora comparta sus recursos.
REDES DE DIFUCION
Poseen
un solo canal de comunicaciones compartido por todas las maquinas de la red,
cuando el mensaje es enviado se recibe por todas las demás verifican el campo
de dirección si es para ella se procesa de lo contrario se ignora. Pero este
tipo de red permite mediante un código la posibilidad de dirigir un paquete a
todos los destinos permitiendo que todas las maquinas lo reciban y procesen.
REDES CONMUTADAS
Los
datos provienen de dispositivos finales que desean comunicarse conmutando de
nodo a nodo objetivo facilitar la comunicación.
FUNCIONES DE LOS PROTOCOLOS
Se
agrupan en las siguientes categorías
Segmentación
y ensamblado: envían mensajes en una secuencia continua, se dividen los datos
en bloques de menor tamaño y se denominan (P D U) Protocol Data Unit,
intercambiándose entre dos entidades a través de un protocolo.
Encapsulado:
cada P D U consta no solo de datos sino también de información de control,
cuando solo tienen de control se clasifican en Dirección, Código, Control.
Control
de conexión: al transmitir datos cada PDU se trata independientemente de las
PDU anteriores, se conoce como transferencia de datos no orientadas a conexión.
Envío
ordenado: cuando las PDU no reciben en el mismo orden porque siguen diferentes
caminos a través de la red se necesita que se mantenga un orden de las PDU para
que la información llegue tal como se envió.
Control
de flujo: limitar la cantidad o tasa de datos que envía la entidad emisora se
hace uso de un procedimiento de parada y espera (stop-and-wait) en que cada PDU
debe ser confirmada antes de ser enviada.
Control
de errores: se incluyen detección de errores basadas en el uso de secuencia de
comprobación de trama y de transmisión de PDU.
Direccionamiento:
Múltiplexación:
relacionado con el conceptote direccionamiento
Servicios
de transmisión: un protocolo ofrece una gran variedad de servicios adicionales
a las entidades que hagan uso de el.
PROTOCOLO
TCP / IP
Protocolo
de control de transmisiones / protocolo de Internet usados para el control de
la transmisión en Internet permite que diferentes tipos de ordenadores se
comuniquen a través de redes heterogéneas.
Una
Internet bajo TCP / IP opera como una única red que conecta muchas computadoras
de cualquier tamaño y forma
El
protocolo TCP fue desarrollado antes que el modelo OSI por lo tanto TCP / IP no
coinciden con los modelos O S I, T C P / I P consta de cinco niveles físico,
enlace de datos, de red, de transporte y de aplicación.
Físico:
soporta protocolos estándar (LAN) (MAN) (WAN)
Transporte:
define TCP y (UDP)
TCP
/ IP: protocolo jerárquico compuesto por módulos interactivos que proporcionan
funcionalidad específica.
La Topología de Red
La topología de red se define como una familia de comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar datos. El concepto de red puede definirse como "conjunto de nodos interconectados". Un nodo es el punto en el que una curva se intercepta a sí misma. Lo que un nodo es concretamente, depende del tipo de redes a que nos refiramos.1
Un ejemplo claro de esto es la topología de
árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede
comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando
por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o
sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una
red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se
ramifica la distribución de internet dando lugar a la creación de nuevas redes
o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se
puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite
en el momento.
En algunos casos se puede usar la palabra
arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición
física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un
anillo con una MAU podemos decir que tenemos unatopología en anillo, o de que
se trata de un anillo con topología en estrella.
La topología de red la determina únicamente
la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos,
las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y los tipos de señales no
pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la
misma.
La topología de red es
la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los
dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos).
Para el día de hoy, existen al menos cinco posibles topologías de red básicas: malla, estrella,árbol, bus y anillo.
Topología en Malla
En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con
cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa
que el enlace conduce el tráfico únicaniente entre los dos dispositivos que
conecta.
Por tanto, una red en malla completamente
conectada necesita n(n-1)/2 canales
fisicos para enlazar n dispositivos.
Para acomodar tantos enlaces, cada dispositivo de la red debe tener suspuertos de entrada/salida (E/S).
Una malla ofrece
varias ventajas sobre otras topologías de red. En primer lugar, el uso de los enlaces
dedicados garantiza que cada conexión sólo debe transportar la carga de datos
propia de los dispositivos conectados, eliminando el problema que surge cuando
los enlaces son compartidos por varios dispositivos. En segundo lugar, una topología en malla es robusta. Si un enlace falla, no
inhabilita todo el sistema.
Otra ventaja es la privacidad o
la seguridad.
Cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo ve el
receptor adecuado. Las fronteras fisicas evitan que otros usuarios puedan tener
acceso a los mensajes.
Topología en Estrella
En la topología en estrella cada
dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador
central, habitualmente llamado concentrador. Los dispositivos no están
directamente enlazados entre sí.
A diferencia de la topología en malla, la topología en estrella no
permite el tráfico directo de dispositivos. El controlador actúa como un
intercambiador: si un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los datos
al controlador, que los retransmite al dispositivo final.
Una topología en estrella es
más barata que una topología en malla. En una red de estrella,
cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de
entrada/salida para
conectarse a cualquier número de dispositivos.
Este factor hace que también sea más fácil de instalar y reconfigurar. Además, es necesario instalar menos cables,
y la conexión, desconexión y traslado de dispositivos afecta solamente a una
conexión: la que existe entre el dispositivo y el concentrador.
Topología en Árbol
La topología en árbol es
una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol están
conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin
embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador
central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador
secundario que, a su vez, se conecta alconcentrador central.
El controlador central del árbol es un
concentrador activo. Un concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un
dispositivo hardware que regenera los patrones de bits
recibidos antes de retransmitidos.
Retransmitir las
señales de esta forma amplifica
su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal. Los
concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos. Un concentrador pasivo
proporciona solamente una conexión fisica entre los dispositivos conectados.
Topología en Bus
Una topología de bus es multipunto.
Un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la
red.
Los nodos se
conectan al bus mediante
cables de conexión (latiguillos) y sondas. Un cable de conexión es
una conexión que va desde el dispositivo al cable principal. Una sonda es un
conector que, o bien se conecta al cable principal, o se pincha en el cable
para crear un contacto con el núcleo metálico.
Entre las ventajas de la topología de bus se
incluye la sencillez de instalación. El cable troncal
puede tenderse por el camino más eficiente y, después, los nodos se pueden
conectar al mismo mediante líneas de conexión de longitud variable. De esta
forma se puede conseguir que un bus use menos cable que una malla, una estrella o una topología en árbol.
Topología en Anillo
En una topología en anillo cada
dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con
los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo
en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino.
Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor.
Un anillo es
relativamente fácil de instalar y reconfigurar. Cada dispositivo está enlazado
solamente a sus vecinos inmediatos (bien fisicos o lógicos). Para añadir o
quitar dispositivos, solamente hay que mover dos conexiones.
Las únicas restricciones están relacionadas con aspectos del
medio fisico y el tráfico (máxima longitud del anillo y número de
dispositivos). Además, los fallos se pueden aislar de forma sencilla.
Generalmente, en un anillo hay
una señal en circulación continuamente.
Topología en Anillo Doble
La topología de anillo doble es igual a la
topología de anillo, con la diferencia de que hay un segundo anillo redundante
que conecta los mismos dispositivos.
En otras palabras, para incrementar la
fiabilidad y flexibilidad de la red, cada dispositivo de red forma parte de dos
topologías de anillo independiente.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.
La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.
En lugar de un anillo, hay dos para aumentar
la fiabilidad de la red.
Uno de los anillos se utiliza para la
transmisión y el otro actúa como anillo de seguridad o reserva. Si aparece un
problema, como un fallo en el anillo o una ruptura del cable, se reconfigura el
anillo y continúa la transmisión.
Una de las ventajas de la topología de anillo doble es la redundancia.
Una de las ventajas de la topología de anillo doble es la redundancia.
La red FDDI es un ejemplo de anillo doble.
FDDI utiliza el sistema de pase de testigo en
una configuración de doble anillo. El tráfico en una red FDDI está formado por
dos flujos similares que circulan en direcciones opuestas alrededor de dos
anillos que giran en sentido contrario. Un anillo se denomina «anillo
principal» y el otro «anillo secundario».
En un anillo doble, dos anillos permiten que
los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia
(tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los
datos pueden transmitirse por el otro.Normalmente, el tráfico sólo circula por
el anillo principal. Si el anillo principal falla, automáticamente FDDI
reconfigura la red, de forma que los datos circulen por el anillo secundario en
la dirección opuesta.
