CONCEPTO BASICO DE
REDES
Una red es un
conjunto de dispositivos físicos "hardware" y de programas "software",
mediante el cual podemos comunicar computadoras para compartir recursos
(discos, impresoras, programas, etc.) así como trabajo (tiempo de cálculo,
procesamiento de datos, etc.). A cada una de las computadoras conectadas a la
red se le denomina un nodo.
1) ALCANCE DE LAS
REDES
El alcance de una
red hace referencia a su tamaño geográfico. El tamaño de una red puede variar
desde unos pocos equipos en una oficina hasta miles de equipos conectados a
través de grandes distancias.
El alcance
determina el diseño de la red y los componentes físicos utilizados en su
construcción. Existen dos tipos generales de alcance de una red:
Redes de área
local
Una red de área
local (LAN) conecta equipos ubicados cerca unos de otros. Por ejemplo, dos
equipos conectados en una oficina o dos edificios conectados mediante un cable
de alta velocidad pueden considerarse una LAN. Una red corporativa que incluya
varios edificios adyacentes también puede considerarse una LAN.
Red de área extensa
Una red de área
extensa (WAN) conecta varios equipos que se encuentran a gran distancia entre
sí. Por ejemplo, dos o más equipos conectados en lugares opuestos del mundo
pueden formar una WAN. Una WAN puede estar formada por varias LAN
interconectadas. Por ejemplo, Internet es, de hecho, una WAN.
COMPONENTES BÁSICOS
DE CONECTIVIDAD
Los componentes
básicos de conectividad de una red incluyen los cables, los adaptadores de red
y los dispositivos inalámbricos que conectan los equipos al resto de la red.
Estos componentes permiten enviar datos a cada equipo de la red, permitiendo
que los equipos se comuniquen entre sí. Algunos de los componentes de
conectividad más comunes de una red son:
·
Adaptadores
de Red
Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva,
denominada dirección de control de acceso al medio (media access control,
MAC), incorporada en chips de la tarjeta.
Los adaptadores de red convierten los
datos en señales eléctricas que pueden
transmitirse a través de un cable. Convierten las señales eléctricas en
paquetes de datos que el sistema operativo del equipo puede
entender.
Los
adaptadores de red constituyen la interfaz física entre el equipo y el cable de red. Los adaptadores de red, son
también denominados tarjetas de red o NICs (Network Interface
Card), se instalan en una ranura de expansión de cada estación de trabajo y servidor de la red. Una vez instalado el
adaptador de red, el cable de red se conecta al puerto del adaptador para
conectar físicamente el equipo a la red.
Los datos
que pasan a través del cable hasta el adaptador de red se formatean en paquetes.
Un paquete es un grupo lógico de información que
incluye una cabecera, la cual contiene la información de la ubicación y los
datos del usuario.
La cabecera
contiene campos de dirección que incluyen información sobre el origen de los
datos y su destino. El adaptador de red lee la dirección de destino para determinar
si el paquete debe entregarse en ese equipo.
Si es así,
el adaptador de red pasa el paquete al sistema operativo para su procesamiento.
En caso contrario, el adaptador de red rechaza el paquete.
Cada
adaptador de red tiene una dirección exclusiva incorporada en los chips de la
tarjeta. Esta dirección se denomina dirección física o dirección de control de
acceso al medio (media access control,
MAC).
El adaptador
de red realiza las siguientes funciones:
1.
• Recibe datos desde el sistema operativo del
equipo y los convierte en señales eléctricas que se transmiten por el cable
2.
• Recibe señales eléctricas del cable y
las traduce en datos que el sistema operativo del equipo puede entender
3.
• Determina si los datos recibidos del
cable son para el equipo
4.
• Controla el flujo de datos entre el
equipo y el sistema de cable
Para
garantizar la compatibilidad entre el equipo y la red, el adaptador de red debe
cumplir los siguientes criterios:
1.
• Ser apropiado en función del tipo de ranura de expansión
del equipo
2.
• Utilizar el tipo de conector de cable
correcto para el cableado
3.
• Estar soportado por el sistema
operativo del equipo.
CABLES DE RED
Al conectar equipos para formar una red
utilizamos cables que actúan como medio de transmisión de la red para
transportar las señales entre los equipos. Un cable que conecta dos equipos o
componentes de red se denomina segmento. Los cables se diferencian por sus
capacidades y están clasificados en función de su capacidad para transmitir
datos a diferentes velocidades, con diferentes índices de error. Las tres
clasificaciones principales de cables que conectan la mayoría de redes son: de
par trenzado , coaxial y fibra óptica.
Cable de par trenzado
*El cable de par trenzado (10baseT) está
formado por dos hebras aisladas de hilo de cobre trenzado entre sí. Existen dos
tipos de cables de par trenzado: par trenzado sin apantallar (unshielded
twisted pair, UTP) y par trenzado apantallado (shielded twisted pair, STP).
Éstos son los cables que más se utilizan en redes y pueden transportar señales
en distancias de 100 metros.
*El cable UTP es el tipo de cable de par
trenzado más popular y también es el cable en una LAN más popular.
*El cable STP utiliza un tejido de funda
de cobre trenzado que es más protector y de mejor calidad que la funda
utilizada por UTP. STP también utiliza un envoltorio plateado alrededor de cada
par de cables.
Cable Coaxial
*El cable coaxial está formado por un
núcleo de hilo de cobre rodeado de un aislamiento, una capa de metal trenzado,
y una cubierta exterior. El núcleo de un cable coaxial transporta las señales
eléctricas que forman los datos. Este hilo del núcleo puede ser sólido o
hebrado. Existen dos tipos de cable coaxial: cable coaxial ThinNet (10Base2) y
cable coaxial ThickNet (10Base5). El cableado coaxial es una buena elección
cuando se transmiten datos a través de largas distancias y para ofrecer un
soporte fiable a mayores velocidades de transferencia cuando se utiliza
equipamiento menos sofisticado.
*El cable coaxial debe tener
terminaciones en cada extremo.
*El cable coaxial ThinNet puede
transportar una señal en una distancia aproximada de 185 metros.
*El cable coaxial ThickNet puede
transportar una señal en una distancia de 500 metros. Ambos cables, ThinNet y
ThickNet, utilizan un componente de conexión (conector BNC) para realizar las
conexiones entre el cable y los equipo.
Cable de fibra óptica
El cable de fibra óptica utiliza fibras
ópticas para transportar señales de datos digitales en forma de pulsos
modulados de luz. Como el cable de fibra óptica no transporta impulsos
eléctricos, la señal no puede ser intervenida y sus datos no pueden ser
robados. El cable de fibra óptica es adecuado para transmisiones de datos de
gran velocidad y capacidad ya que la señal se transmite muy rápidamente y con
muy poca interferencia. Un inconveniente del cable de fibra óptica es que se
rompe fácilmente si la instalación no se hace cuidadosamente. Es más difícil de
cortar que otros cables y requiere un equipo especial para cortarlo.
DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN
INALÁMBRICOS
Los componentes inalámbricos se
utilizan para la conexión a redes en distancias que hacen que el uso de
adaptadores de red y opciones de cableado estándares sea técnica o
económicamente imposible. Las redes inalámbricas están formadas por componentes
inalámbricos que se comunican con LANs.
Existen dos técnicas habituales para la transmisión inalámbrica en
una LAN: transmisión por infrarrojos y transmisión de radio en banda estrecha.
• Transmisión por
infrarrojos
Funciona utilizando un
haz de luz infrarroja que transporta los datos entre dispositivos. Debe existir
visibilidad directa entre los dispositivos que transmiten y los que reciben; si
hay algo que bloquee la señal infrarroja, puede impedir la comunicación.
Estos sistemas deben generar señales muy potentes, ya que
las señales de transmisión débiles son susceptibles de recibir interferencias
de fuentes de luz, como ventanas.
• Transmisión vía radio
en banda estrecha
El usuario sintoniza el
transmisor y el receptor a una determinada frecuencia. La radio en banda estrecha no requiere visibilidad
directa porque utiliza ondas de radio. Sin embargo la transmisión vía
radio en banda estrecha está sujeta a interferencias de paredes de acero e influencias de carga. La radio en banda
estrecha utiliza un servicio de suscripción. Los usuarios pagan una cuota
por la transmisión de radio.
Una topología de red es la estructura
de equipos, cables y demás componentes en una red. Es un mapa de la red física.
El tipo de topología utilizada afecta al tipo y capacidades del hardware de
red, su administración y las posibilidades de expansión futura.
La topología es tanto física como
lógica:
• La topología física describe cómo
están conectados los componentes físicos de una red.
• La topología lógica describe el modo
en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos.
TOPOLOGÍA DE BUS
En una topología de bus, todos los
equipos de una red están unidos a un cable continuo, o segmento, que los
conecta en línea recta. En esta topología en línea recta, el paquete se
transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento. Importante Los dos
extremos del cable deben tener terminaciones. Todos los adaptadores de red
reciben el paquete de datos.
TOPOLOGÍA EN ESTRELLA:
En una topología en estrella, los
segmentos de cable de cada equipo en la red están conectados a un componente
centralizado, o concentrador. Un concentrador es un dispositivo que conecta
varios equipos juntos. En una topología en estrella, las señales se transmiten
desde el equipo, a través del concentrador, a todos los equipos de la red. A
mayor escala, múltiples LANs pueden estar conectadas entre sí en una topología
en estrella.
Una ventaja de la topología en estrella
es que si uno de sus equipos falla, únicamente este equipo es incapaz de enviar
o recibir datos. El resto de la red funciona normalmente.
TOPOLOGÍA EN ANILLO
En una topología en anillo, los equipos
están conectados con un cable de forma circular. A diferencia de la topología
de bus, no hay extremos con terminaciones. Las señales viajan alrededor del
bucle en una dirección y pasan a través de cada equipo, que actúa como
repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo.
TOPOLOGÍA DE MALLA
En una topología de malla, cada equipo
está conectado a cada uno del resto de equipos por un cable distinto. Esta
configuración proporciona rutas redundantes a través de la red de forma que si
un cable falla, otro transporta el tráfico y la red sigue funcionando.
TECNOLOGÍAS DE REDES
Utilizamos diferentes tecnologías de
redes para la comunicación entre equipos de LANs y WANs. Podemos utilizar una
combinación de tecnologías para obtener la mejor relación costo-beneficio y la
máxima eficacia del diseño de nuestra red.
Hay muchas tecnologías de redes
disponibles, entre las que se encuentran:
Ethernet es una popular tecnología LAN
que utiliza el Acceso múltiple con portadora y detección de colisiones (Carrier
Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con
diversos tipos de cables. Ethernet es pasivo, lo que significa que no requiere
una fuente de alimentación propia, y por tanto no falla a menos que el cable se
corte físicamente o su terminación sea incorrecta. Ethernet se conecta
utilizando una topología de bus en la que el cable está terminado en ambos extremos.
TOPOLOGIAS DE RED
Token Ring
Las redes Token ring están
implementadas en una topología en anillo. La topología física de una red Token
Ring es la topología en estrella, en la que todos los equipos de la red están
físicamente conectados a un concentrador o elemento central.
El anillo físico está cableado mediante
un concentrador denominado unidad de acceso multiestación (multistation access
unit, MSAU). La topología lógica representa la ruta del testigo entre equipos,
que es similar a un anillo.
Modo de transferencia asíncrona ATM
El modo de transferencia asíncrona
(Asynchronous transfer mode, ATM) es una red de conmutación de paquetes que
envía paquetes de longitud fija a través de LANs o WANs, en lugar de paquetes
de longitud variable utilizados en otras tecnologías.
Los paquetes de longitud fija, o
celdas, son paquetes de datos que contienen únicamente información básica de la
ruta, permitiendo a los dispositivos de conmutación enrutar el paquete
rápidamente. La comunicación tiene lugar sobre un sistema punto-a-punto que
proporciona una ruta de datos virtual y permanente entre cada estación.
Interfaz de datos distribuida por fibra
FDDI
Una red de
Interfaz de datos distribuidos por fibra (Fiber Distributed Data Interface,
FDDI) proporciona conexiones de alta velocidad para varios tipos de redes. FDDI
fue diseñado para su uso con equipos que requieren velocidades mayores que los
10 Mbps disponibles de Ethernet o los 4 Mbps disponibles de Token Ring.
Una red FDDI puede soportar varias LANs de baja capacidad que requieren
un backbone de alta velocidad.
Una red FDDI
está formada por dos flujos de datos similares que fluyen en direcciones
opuestas por dos anillos. Existe un anillo primario y otro secundario. Si hay
un problema con el anillo primario, como el fallo del anillo o una rotura del
cable, el anillo se reconfigura a sí mismo transfiriendo datos al secundario,
que continúa transmitiendo.
Frame Relay
Frame relay
es una red de conmutación de paquetes que envía paquetes de longitud variable
sobre LANs o WANs. Los paquetes de longitud variable, o tramas, son paquetes de
datos que contienen información de direccionamiento adicional y gestión de
errores necesaria para su distribución.
La
conmutación tiene lugar sobre una red que proporciona una ruta de datos permanente
virtual entre cada estación. Este tipo de red utiliza enlaces digitales de área
extensa o fibra óptica y ofrece un acceso rápido a la transferencia de datos en
los que se paga únicamente por lo que se necesita.
AMPLIACIÓN
DE UNA RED
Para
satisfacer las necesidades de red crecientes de una organización, se necesita
ampliar el tamaño o mejorar el rendimiento de una red. No se puede hacer crecer
la red simplemente añadiendo nuevos equipos y más cable.
Cada
topología o arquitectura de red tiene sus límites. Se puede, sin embargo,
instalar componentes para incrementar el tamaño de la red dentro de su entorno
existente. Entre los componentes que le permiten ampliar la red se incluyen:
Repetidores
y concentradores (hub)
Podemos
utilizar repetidores y concentradores para ampliar una red añadiendo dos o más
segmentos de cableado. Estos dispositivos utilizados habitualmente son
económicos y fáciles de instalar.
Repetidores
Los repetidores reciben señales y las retransmiten a su potencia y definición
originales. Esto incrementa la longitud práctica de un cable (si un cable es
muy largo, la señal se debilita y puede ser irreconocible).
Los
concentradores son dispositivos de conectividad que conectan equipos en una
topología en estrella. Los concentradores contienen múltiples puertos para
conectar los componentes de red.
Si utiliza
un concentrador, una rotura de la red no afecta a la red completa; sólo el
segmento y el equipo adjunto al segmento falla. Un único paquete de datos
enviado a través de un concentrador fluye a todos los equipos conectados. Hay
dos tipos de concentradores:
•
Concentradores pasivos. Envían la señal entrante directamente a través de sus
puertos sin ningún procesamiento de la señal. Estos concentradores son
generalmente paneles de cableado.
•
Concentradores activos. A veces denominados repetidores multipuerto, reciben
las señales entrantes, procesan las señales y las retransmiten a sus potencias
y definiciones originales a los equipos conectados o componentes.
Puentes
(Bridges)
Un puente es
un dispositivo que distribuye paquetes de datos en múltiples segmentos de red
que utilizan el mismo protocolo de comunicaciones. Un puente distribuye una
señal a la vez. Si un paquete va destinado a un equipo dentro del mismo
segmento que el emisor, el puente retiene el paquete dentro de ese segmento. Si
el paquete va destinado a otro segmento, lo distribuye a ese segmento.
Conmutadores
o Switches
Los
conmutadores son similares a los puentes, pero ofrecen una conexión de red más
directa entre los equipos de origen y destino. Cuando un conmutador recibe un
paquete de datos, crea una conexión interna separada, o segmento, entre dos de
sus puertos cualquiera y reenvía el paquete de datos al puerto apropiado del
equipo de destino únicamente, basado en la información de la cabecera de cada
paquete. Esto aísla la conexión de los demás puertos y da acceso a los equipos
origen y destino a todo el ancho de banda de una red.
Enrutadores
o routers
Un enrutador
es un dispositivo que actúa como un puente o conmutador, pero proporciona
funcionalidad adicional. Al mover datos entre diferentes segmentos de red, los
enrutadores examinan la cabecera del paquete para determinar la mejor ruta
posible del paquete.
Un enrutador
conoce el camino a todos los segmentos de la red accediendo a información
almacenada en la tabla de rutas. Los enrutadores permiten a todos los usuarios
de una red compartir una misma conexión a Internet o a una WAN.
Puertas de
enlace Gateway
Las puertas
de enlace permiten la comunicación entre diferentes arquitecturas de red. Una
puerta de enlace toma los datos de una red y los empaqueta de nuevo, de modo
que cada red pueda entender los datos de red de la otra.
Una puerta
de enlace es cómo un intérprete. Por ejemplo, si dos grupos de personas pueden
físicamente hablar entre sí pero hablan idiomas diferentes, necesitan un
intérprete para comunicarse. De modo similar, dos redes pueden tener una
conexión física, pero necesitan una puerta de enlace para traducir la
comunicación de red.
