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Redes de Computadores Semestre 8
Fascículo No. 1
Tabla de Contenido Presentación
Programación general
Redes de computadores
Historia de las redes de computadores
Internet
Tecnologías de transmisión
Difusión
Punto a punto
Topologías de red
Anillo
Árbol
Bus
Estrella
Tipos de redes
Redes de área local (LAN)
Redes de área metropolitana (MAN)
Redes de área amplia (WAN)
Redes inalámbricas
Bluetooth
HomeRF
Resumen
Bibliografía recomendada
Párrafo nexo
Autoevaluación formativa
Presentación
En pleno siglo XXI, la clave de la tecnología ha sido la consecución,
procesamiento y distribución de la información a lo largo y ancho de todo
nuestro planeta. Es indudable la dependencia recíproca entre lo que llamamos
información y las personas que integramos la sociedad. Las Redes de
Computadores están jugando uno de los papeles más importantes en la
vertiginosa evolución que está teniendo nuestra sociedad. Un número
incalculable, y tal vez, inimaginable para nosotros, de puntos de información y
líneas de interconexión, posibilitan la transmisión de información originada
desde cualquier punto del planeta en tiempo real; haciendo de nuestro planeta,
un pequeño mundo al alcance de nuestras manos.
Hoy en día no podemos concebir la existencia de una organización, que
pertenezca a cualquier área o ciencia, en la que no se haga uso de Redes de
Computadores para el manejo y gestión de información. Debido a la creciente
evolución e importancia de las Redes de Computadores en los diferentes
campos tales como científicos, gubernamentales, educativos y demás, se hace
necesario el acercamiento y comprensión de todos los conceptos referentes al
tema por parte del futuro ingeniero, para que pueda interactuar en el
apasionante y maravilloso mundo de las Redes de Computadores.
Programación General _______________________________________________________________
Fascículo 1
Historia de las Redes de Computadores Internet
Tecnologías de Transmisión Difusión
Punto a punto
Topología de Red Anillo
Árbol
Bus
Estrella
Tipos de Redes Redes de Área Local (LAN)
Redes de Área Metropolitana (MAN)
Redes de Área Amplia (WAN)
Redes Inalámbricas
Bluetooth
HomeRF
Fascículo 2
Modelos de Redes de Computadores Concepto de Protocolo
Concepto de Interfaces
Concepto de Servicios
Servicios Orientados a conexión
Servicios No orientados a conexión
Modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI)
Modelo de Referencia TCP/IP
_______________________________________________________________
Fascículo 3
Capa Física del modelo OSI Medios de Transmisión
Medios de Transmisión Guiados
Medios Magnéticos
Par Trenzado
Cable Coaxial
Fibra Óptica
Medios de Transmisión no Guiados
Transmisión Inalámbrica
Problema de Última Milla _______________________________________________________________
Fascículo 4
Capa Física del modelo OSI Señales
Modulación
Multiplexación _______________________________________________________________ Fascículo 5
Capa de Enlace del modelo OSI Protocolos del nivel de enlace
_______________________________________________________________
Fascículo 6
Subcapa de Acceso al Medio (MAC) Cálculos de ancho de banda
Dispositivos de Redes de Área Local (LAN) _______________________________________________________________
Fascículo 7
Subcapa de Acceso al Medio (MAC) Comparación entre protocolos _______________________________________________________________
Fascículo 8
Subcapa de Acceso al Medio (MAC) Características y Protocolos de Red de Área Local (LAN)
Ethernet
Token Bus
Token Ring
Fast Ethernet
VLANS _______________________________________________________________
Fascículo 9
Nivel de red del modelo OSI Características y protocolos
_______________________________________________________________
Fascículo 10
Nivel de Red del modelo OSI Enrutamiento y dispositivos
_______________________________________________________________
Fascículo 11
Nivel de Aplicación del Modelo OSI HTTP
FTP
SMTP
POP3
IMAP
DNS
NAT
DHCP
SSH _______________________________________________________________
Fascículo 12
Metodología para el diseño de Redes de Computadores
Baselining
Aplication Planning
Capacity Planning _______________________________________________________________
Fascículo 13
Seguridad en Redes Introducción a la seguridad informática
El lenguaje del delito informático
Cultura Hacker
_______________________________________________________________
Fascículo 14
Análisis de seguridad en el modelo OSI y TCP/IP Arquitectura TCP/IP
Análisis del protocolo TCP
Servicios de Seguridad en las diferentes capas del modelo OSI _______________________________________________________________
Fascículo 15
Aplicación de las ciencias forenses a la computación _______________________________________________________________
Fascículo 16
Normalizaciones Organizaciones de Normalización _______________________________________________________________
Redes de computadores Indicadores de logro Al terminar el estudio del presente fascículo, el estudiante:
• Explica cómo se originaron las primeras redes de computadores. • Describe las principales diferencias que hay entre las tecnologías de
transmisión por difusión y las punto a punto. • Explica las características de cada una de las diferentes topologías de red,
identificando sus ventajas y desventajas. • Define y diferencia: LAN, MAN y WAN. • Lista los rasgos más importantes de las redes inalámbricas y expone sus
nuevas tecnologías. Historia de las redes de computadores La primera descripción registrada de las interacciones sociales que podría
permitir la interconexión de computadores apareció en agosto de 1962, en una
serie de notas escritas por J.C.R. Licklider del M.I.T. discutiendo la Galatic
Network. Este autor veía un gran conjunto de computadores interconectados
entre sí, donde todo el mundo tendría acceso rápido a los datos y programas
desde cualquier otro sitio. Ya que durante los años 60, el mundo se
encontraba bajo una atmósfera de hostilidades debido a la guerra fria, el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos estaba trabajando la idea de
formar una red que le sirviera como control y comando, la cual le permitiría
sobrevivir a una posible guerra nuclear. Dado que las redes telefónicas
tradicionales eran muy vulnerables a cualquier tipo de ataque o acción de
espionaje por parte del enemigo, el Departamento de Defensa de los Estados
Unidos, tuvo que acudir a su rama de investigación DARPA (Defense
Advanced Research Projects Agency) y el señor Licklider, era el responsable
del programa de investigación sobre computadores de la DARPA (que en ese
entonces se llamaba solamente ARPA). A partir de estas primeras propuestas
teóricas, y el desarrollo técnico correspondiente, comenzaron primero a
conectarse computadores individuales, y posteriormente redes completas.
Aunque el origen de las redes de computadores viene de las agencias militares
de investigación y desarrollo, rápidamente se extendió su uso entre la
comunidad científica y académica. De esta manera, se convirtió en un modo
natural de difusión del conocimiento e intercambio de información: al principio,
mediante el acceso a los computadores de otros centros de investigación y
posteriormente a través del correo electrónico, las listas de correo, y los grupos
de noticias. La aparición de la www (World Wide Web) revolucionó la forma en
que las comunicaciones se producían debido a su facilidad de manejo y a las
grandes posibilidades que ofrecía. Todo lo que ha venido en los últimos años,
con acceso a la red por parte de un gran número de personas, es conocido por
todos.
A finales de la década de los 70, la NSF (Nacional Science Foundation)
observó el impacto tan grande que había tenido ARPANET en el campo de
investigación en las diferentes universidades que la integraban a lo largo del
territorio estadounidense, ya que dicha red permitía que los científicos e
investigadores pudieran compartir datos y otro tipo de información. Este factor
de acceso a dicha red, fue lo que motivo a la NSF para el establecimiento de
una red virtual de información que fue llamada CSNET. A través de ésta red,
los científicos y otros investigadores de las diferentes Universidades, “podían
hacer llamadas y dejar correo electrónico para que otras personas lo
recogieran mas tarde”.
Observación
Para que cualquier persona, de cualquier Universidad dentro de los Estados
Unidos pudiera ingresar a la red ARPANET, la Universidad debía tener un
contrato de investigación con el Departamento de Defensa.
Internet Los investigadores y científicos de los diferentes centros educativos y de
investigación, nunca se imaginaron el crecimiento exponencial que tendrían las
redes después de que fueron interconectadas la NFSNET y la ARPANET.
Después de interconectar dichas redes, se fueron uniendo otras redes en
diferentes regiones de los Estados Unidos, Canadá y Europa (entre otros).
En 1974 los investigadores Vint Cerf y Robert Kahn, redactaron un documento
titulado “A protocol for Packet Network Internetworking”, donde explicaban
como podría resolverse el problema de comunicación entre los diferentes tipos
de computadoras; dichos estudios fueron aplicados 8 años después, creándose
de esta forma TCP/IP (protocolo de control de transmisión/protocolo de
Internet). Este protocolo fue adaptado de inmediato como estándar por el
Departamento de Defensa de los Estados Unidos, quien este mismo año se
separó de ARPANET y creó una red propia llamada MILNET. Asimismo,
surgieron nuevos organismos que le dieron el termino Internet, tal y como
ahora se le conoce mundialmente.
Ladillo El protocolo TCP/IP es un sistema de comunicación muy sólido y robusto bajo el cual se integran todas las redes que conforman Internet; durante su desarrollo se incrementó notablemente el número de redes locales de agencias gubernamentales y de universidades que participaban en el proyecto, dando de esta manera, origen a la red de redes más grande del mundo. Las funciones militares de un principio se separaron y se permitió el acceso a la
red a todo aquel que lo requiriera, sin importar de qué país proviniera, siempre
y cuando fuera para fines académicos o de investigación. Por tal razón, Internet
tuvo su etapa de desarrollo dentro de las Universidades. Hasta este momento
la velocidad de transferencia entre nodos, era de 56 kilobits por segundo.
La red que dio origen a la red de redes, ARPAnet dejó de funcionar en 1990,
pero ya existían varios organismos encargados de Internet, en Europa existía el
CERN (European High-Energy Particle Physics Lab), dicho organismo dos
años más tarde crearía al hoy conocido World Wide Web (www), para lo que
empleó tres recursos: HTML (Hypertext Markup Language), HTTP (Hypertext
Transfer Protocol) y un programa cliente llamado Web Browser.
Internet, como ahora lo conocemos, encierra una idea técnica clave, la de
arquitectura abierta de trabajo en red, así como múltiples redes independientes,
de diseño casi arbitrario. En una red de arquitectura abierta, las redes
individuales pueden ser diseñadas y desarrolladas separadamente, donde cada
una puede tener su propia y única interfaz. Cada red puede ser diseñada de
acuerdo con su entorno específico y los requerimientos de los usuarios, no
existen restricciones en los tipos de red que pueden ser incorporadas ni
tampoco en su ámbito geográfico.
Tecnologías de transmisión Difusión
En este tipo de redes se tiene un canal al cual están conectados todos los
usuarios, quienes pueden recibir todos los mensajes, pero solamente extraen
del canal los mensajes en los que identifican su dirección como destinatarios.
Aunque el ejemplo típico lo constituyen los sistemas que usan canales de radio,
no necesariamente tienen que ser las transmisiones vía radio, ya que la
difusión puede realizarse por medio de canales metálicos, como cables
coaxiales. Lo que puede afirmarse es que típicamente las redes de difusión
tienen un solo nodo (el transmisor) que inyecta la información en un canal al
cual están conectados los usuarios.
Para todas las redes cada usuario requiere de un equipo terminal, por medio
del cual tendrá acceso a la red, pero que no forma parte de la misma. De esta
forma, un usuario que desee comunicarse con otro utiliza su equipo terminal
para enviar su información hacia la red, ésta transporta la información hasta el
punto de conexión del usuario destino con la red y la entrega al mismo a través
de su propio equipo terminal.
Los usuarios no pueden transmitir información en todas las redes. Por ejemplo,
en televisión o radiodifusión, los usuarios son pasivos, es decir, únicamente
reciben la información que transmiten las estaciones transmisoras, mientras
que, en telefonía, todos los usuarios pueden recibir y transmitir información.
Uno de los desarrollos más sorprendentes de los últimos años es,
indudablemente, la posibilidad de conectar todas las redes de cobertura
limitada en una red global que, al menos en teoría, permite enlazar y comunicar
usuarios ubicados en cualquier parte del mundo. Esto es lo que ha dado origen
a términos como globalización de la información. Actualmente existen redes
que permiten comunicación telefónica instantánea, envío de información
financiera, envío de señales de televisión de un país a otro, o que permiten
localizar personas por medio de receptores de radio en varios países del
mundo.
Punto a punto En este tipo de redes, existen muchas conexiones entre pares individuales de
nodos. La información puede pasar por varias máquinas intermedias antes de
llegar a su destino. Los extremos son usualmente equipos de comunicaciones
tales como enrutadores, repetidores, puentes o gateways. Se puede llegar por
varios caminos, con lo que se hacen muy importantes las rutinas de
enrutamiento o ruteo. Es más frecuente encontrar este tipo de tecnologías en
redes MAN y WAN. “Como regla general (aunque hay muchas excepciones),
las redes pequeñas geográficamente localizadas tienden a usar la difusión,
mientras que las redes más grandes suelen ser punto a punto”: (Tanenbaum
Andrew, Computer Networks, Ed. Prentice Hall)
Distancia entre procesadores Procesadores ubicados en el (la) mismo (a)
Ejemplo
0.1 m Tarjeta de circuitos Computador
1 m Sistema Multicomputador
10 m Cuarto LAN
100m Edificio LAN
1 km Campus LAN
10 km Ciudad MAN
100 km País WAN
1000 km Continente WAN
10000 km Planeta Internet
Figura 1.1 Clasificación de procesadores interconectados según su escala.
Fuente: Tanenbaum Andrew, Computer Networks, Ed. Prentice Hall
Topologías de red Anillo
En esta topología, los nodos son distribuidos a lo largo de una vía de
transmisión, de tal manera que una señal pasa por todos los nodos, uno por
uno, antes de volver al nodo que la envió.
El cableado de la red en anillo es el más complejo de las otras topologías,
debido, por una parte, al mayor coste del cable, así como a la necesidad de
emplear unos dispositivos denominados Unidades de Acceso Multiestación
(MAU) para implementar físicamente el anillo.
A la hora de tratar con fallos y averías, la red en anillo presenta la ventaja de
poder derivar partes de la red mediante los MAU's, aislando dichas partes
defectuosas del resto de la red mientras se determina el problema. Un fallo,
pues, en una parte del cableado de una red en anillo, no debe detener toda la
red. La adición de nuevas estaciones no supone una complicación excesiva,
puesto que una vez más los MAU's aíslan las partes a añadir hasta que se
hallan listas, no siendo necesario detener toda la red para añadir nuevas
estaciones. Dos buenos ejemplos de red en anillo serían Token-Ring y FDDI
(fibra óptica).
Ladillo Las redes de tipo token ring tienen una topología en anillo y están definidas en la especificación IEEE 802.5 para la velocidad de transmisión de 4 Mbits/s. Existen redes token ring de 16 Mbits/s, pero no están definidas en ninguna especificación de IEEE.
Figura 1.2 Topología en anillo
Árbol En esta topología, los nodos son distribuidos en segmentos jerárquicos. Cada
nodo se conecta con un nodo principal y, a la vez, puede ser el nodo principal
de otros nodos. Esta estructura de red se utiliza en aplicaciones de televisión
por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de redes que
alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes locales
analógicas de banda ancha.
Figura 1.3 Topología en árbol
Bus En esta topología, al contrario que en la topología de estrella, no existe un nodo
central, sino que todos los nodos que componen la red quedan unidos entre sí
linealmente, uno a continuación del otro.
El cableado en bus presenta menos problemas logísticos, puesto que no se
acumulan montones de cables en torno al nodo central, como ocurriría en una
disposición en estrella. Pero tiene la desventaja de que un fallo en una parte
del cableado detendría el sistema, total o parcialmente, en función del lugar en
que se produzca. Es además muy difícil encontrar y diagnosticar las averías
que se producen en esta topología.
Debido a que en el bus la información recorre todo el bus bidireccionalmente
hasta hallar su destino, la posibilidad de interceptar la información por usuarios
no autorizados es superior a la existente en una Red en estrella debido a la
modularidad que ésta posee. La red en bus posee un retardo en la propagación
de la información mínimo, debido a que los nodos de la red no deben amplificar
la señal, siendo su función pasiva respecto al tráfico de la red. Esta pasividad
de los nodos es debida más bien al método de acceso empleado que a la
propia disposición geográfica de los puestos de red. Es la topología
tradicionalmente usada en redes Ethernet. Ladillo Ethernet es un estándar que fue lanzado en 1978 por Xerox Corporation, Intel Corporation y Digital Equipment Corporation.
Figura 1.4 Topología en Bus
Estrella En esta topología, cada nodo está conectado a un nodo central, por el cual
pasa toda la comunicación. De esta disposición se deduce el inconveniente de
esta topología, y es que la máxima vulnerabilidad se encuentra precisamente
en el nodo central, ya que si este falla, toda la red fallaría. Este posible fallo en
el nodo central, aunque posible, es bastante improbable, debido a la gran
seguridad que suele poseer dicho nodo. Sin embargo presenta como principal
ventaja una gran modularidad, lo que permite aislar una estación defectuosa
con bastante sencillez y sin perjudicar al resto de la red.
Para aumentar el número de nodos de la red en estrella no es necesario
interrumpir, ni siquiera parcialmente, la actividad de la red, realizándose la
operación casi inmediatamente. La topología en estrella es empleada en redes
Ethernet y ArcNet.
Figura 1.5 Topología en estrella
Actividad 1.1
Explique la topología de bus y de estrella.
Tipos de redes Los tipos de redes que se pueden encontrar en el mercado, son los siguientes:
Redes de Àrea Local (LAN) Este tipo de redes se caracteriza por ser un sistema compuesto de partes tanto
de software como de hardware, los cuales sirven para conectar computadores
en un área limitada (como por ejemplo, dentro de un edificio). Otra
característica importante de esta clase de redes, es que son privadas y
funcionan dentro de una oficina o edificio o terreno hasta unos cuantos cientos
de kilómetros. Generalmente, las LAN son utilizadas para conectar
computadores personales y estaciones de trabajo en una organización y su
principal objetivo es compartir recursos e intercambiar información.
Ladillo LAN: red de área local.
Las características que diferencias a una red LAN de otro tipo de redes de
computadores, son las siguientes:
• Tamaño
• Tecnología de transmisión
• Topología
En lo que se refiere al tamaño, sabemos que una LAN esta restringida en
tamaño, ya que trabaja dentro de un área limitada y esto implica, que el tiempo
de transmisión está limitado y lo vamos a poder conocer de antemano. El
poder realizar estas predicciones, nos ayudará a pensar en el mejor diseño
para nuestra red. Las redes LAN por lo general utilizan una tecnología de
transmisión que consiste en un cable sencillo, al cual están conectados todos
los computadores y la velocidad tradicional de transmisión (que experimenta
bajo retardo y pocos errores) oscila entre 10 y 100 Mbps.
En cuanto a la topología de una LAN podemos encontrar que, tradicionalmente,
se habla de dos en especial: la primera es la topología llamada bus, en la cual
se encuentra un cable que conecta cada computador en una cadena y la
información es enviada a todos los demás equipos pero los paquetes sólo son
recibidos por la dirección del equipo que será el encargado de recibir la
información. El estándar más conocido en esta clase de topología, es el
Ethernet. El otro tipo de topología es anillo, en la cual la información pasa de
un computador a otro en círculo. El estándar mas conocido es llamado Token
Ring.
Redes de Área Metropolitana (MAN) Este tipo de red es una versión más grande que las redes de área local (LAN)
con una tecnología muy parecida. La diferencia radica en que los equipos
están conectados y distribuidos en una zona que abarca diversos edificios o en
una ciudad. Se utiliza normalmente para interconectar redes de área local.
Se caracterizan por ser redes de alta velocidad (banda ancha) las cuales dan
cobertura a una área geográfica extensa y además proporcionan capacidad de
integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y
video, sobre medios de transmisión como fibra óptica y par trenzado de cobre.
Ladillo
Una red de área metropolitana puede ser pública o privada. Un ejemplo de MAN privada sería un gran departamento o administración con edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el tráfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la información externa por medio de los operadores públicos. Los datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, bien en forma de paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos. Aplicaciones de video pueden enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos. Para este tipo de redes, se ha adoptado un estándar conocido como DQDB
(Distributed Queque Dual Bus), el cual consiste en dos buses (cables
unidireccionales), a los cuales están conectados todos los computadores.
Figura 1.6 DQDB
Redes de área amplia (WAN)
Este tipo de redes se caracteriza por ser un sistema de comunicaciones que
interconecta geográficamente sistemas de computadores remotos. Se encarga
de unir computadores ubicados en varios países o continentes, utilizando
servicios proporcionados por las organizaciones de servicio público como
comunicaciones vía telefónica. Contiene una serie de computadores que están
dedicados a ejecutar programas de usuarios (es decir, aplicaciones; por lo
general, a estos equipos se les llama hosts. Dichos equipos están conectados
por una subred de comunicación. La tarea que desempeña esta subred es la
de llevar los mensajes de un host a otro. Al separar los aspectos de
comunicación de la red (la subred) de los aspectos de aplicación (los hosts),
hace que el diseño de la red se pueda simplificar significativamente.
Una colección tanto de líneas de comunicación como de enrutadores, sin incluir
los hosts, forman lo que llamamos una subred; recuerde que por lo general,
cada host está conectado a una LAN y dentro de esa misma LAN, existe un
dispositivo llamado enrutador; en otras ocasiones, el host puede estar
conectado de manera directa al enrutador. Observe la siguiente figura:
Ladillo Un enrutador es un dispositivo que interconecta redes en áreas locales o regionales y realizan tareas de control de tráfico y funciones de filtrado de datos cuando existe más de un paso entre dos puntos finales de una red. Son dispositivos de gran utilidad en grandes interconexiones de redes y redes WAN que utilicen enlaces entre sí. Los enrutadores direccionan los paquetes de datos a través del camino o paso más eficiente o económico en redes que poseen caminos redundantes o varios destinos.
Figura 1.7 Red WAN
En la mayoría de redes WAN, la subred tiene dos componentes diferentes: por
un lado encontramos las líneas de transmisión, las cuales transmiten o reciben
datos (bits) entre los diferentes equipos. De otro lado, encontramos los
elementos de conmutación, los cuales son medios físicos (como por ejemplo,
computadores) para conectar una posición con otra con el propósito de
transmitir y recibir datos (bits).
En cuanto al termino subred “originalmente, sólo significaba la colección de
enrutadores y líneas de comunicación que movían los paquetes del host origen
al host destino. Sin embargo, algunos años después surgió un segundo
significado en relación con la identificación de direcciones en la red”. (Tanenbaum
Andrew, Computer Networks, Ed. Prentice Hall, pág.12).
Redes inalámbricas Son redes que permiten a los usuarios conectarse a una red local o a Internet,
sin estar conectados físicamente, es decir, sin ningún tipo de cableado. Dentro
del amplio horizonte de las comunicaciones inalámbricas y la computación
móvil, las redes inalámbricas han estado ganando adeptos como una
tecnología muy robusta que permite resolver varios de los inconvenientes del
uso del cable como medio físico de enlace en las comunicaciones, muchas de
ellas de vital importancia en el trabajo cotidiano.
Figura 1.8 Red inalámbrica
Los equipos inalámbricos otorgan la libertad necesaria para trabajar
prácticamente desde cualquier punto del planeta, inclusive, permiten el acceso
a todo tipo de información cuando se está de viaje. No importa que el sistema
inalámbrico esté accediendo al correo electrónico desde cualquier punto; lo
realmente relevante de esta tecnología es la extremada efectividad que se
logra al poder mantener una conexión de datos con una red desde cualquier
sitio remoto del planeta. Por otro lado, las comunicaciones de radio han estado
a nuestra disposición desde hace ya bastante tiempo, teniendo como principal
aplicación la comunicación mediante el uso de la voz. Hoy en día, millones de
personas utilizan los sistemas de radio de dos vías para comunicaciones de
voz punto a punto o multipunto. Sin embargo, aunque los ingenieros ya
conocían las técnicas para modular una señal de radio con la cual conseguir el
envío de datos binarios, sólo recientemente han podido desarrollar y desplegar
servicios de datos inalámbricos a gran escala.
Figura 1.9 Muchas de las tecnologías son utilizadas por millones de usuarios
diariamente, sin saber cómo ni por qué la información ha llegado hasta ellos.
Fuente : http:// www.colredes.com/wireless.htm
El mundo de los denominados datos inalámbricos incluyen enlaces fijos de
microondas, redes LAN inalámbricas, datos sobre redes celulares, redes WAN
inalámbricas, enlaces mediante satélites, redes de transmisión digital, redes
con paginación de una y dos vías, rayos infrarrojos difusos, comunicaciones
basadas en láser, Sistema de Posicionamiento Global (GPS) y muchos más.
Como se puede ver, una variada y extensa gama de tecnologías, muchas de
las cuales son utilizadas por millones de usuarios diariamente, sin saber cómo
ni por qué la información ha llegado hasta ellos.
Tampoco hay que olvidar los numerosos beneficios que aporta la utilización de
los dispositivos inalámbricos, ya que gracias a ellos se logran realizar
conexiones imposibles para otro tipo de medio, conexiones a un menor costo
en muchos escenarios, conexiones más rápidas, redes que son más fáciles y
rápidas de instalar y conexiones de datos para usuarios móviles.
Como vemos, el panorama de las redes inalámbricas es casi tan extenso o
más que el de las propias redes convencionales, a las que estamos más
habituados. Usted puede encontrar una gran variedad de tecnologías,
configuraciones, dispositivos, topologías y medios, relacionados con las redes
inalámbricas.
Redes inalámbricas de área local (WLAN) Este tipo de redes no son algo realmente novedoso ni revolucionario dentro del
mundo de la informática. Desde hace unos cuantos años, el atractivo de esta
clase de redes hizo que aparecieran los primeros sistemas que utilizaban
ondas de radio para conectar computadores. El fundamento de muchas de las
actuales redes inalámbricas se encuentra basado en el estándar IEEE 802.11,
y más concretamente en la nueva especificación IEEE 802.11b. Es importante
anotar, que los productos que se han acogido a la norma IEEE 802.11b, tienen
garantizada la interoperatividad entre fabricantes, consiguiendo al mismo
tiempo una significativa reducción de los costes y abaratamiento de los
dispositivos para el usuario final.
Observación La organización conocida como IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) estableció en 1997 el estándar para redes inalámbricas 802.11, con velocidades de 1 y 2 Mbps.
En general, los sistemas LAN sin cables basados en el protocolo 802.11 hacen
uso exhaustivo de la banda de frecuencias de los 2,4 GHz. También han
surgido nuevas tecnologías tales como Bluetooth y HomeRF, en torno al
protocolo 802.11b, y aprovechando igualmente el rango de frecuencias de 2,4
GHz han optado por especializarse en ofrecer una conectividad inalámbrica
enfocada a unos usos mucho más particulares y en relación directa con los
futuros hábitos de vida de los componentes de la moderna, activa y
tecnológicamente sofisticada sociedad de comienzos del siglo XXI.
Ladillo 802.11b tiene un funcionamiento de 11 Mbps que equivale al de Ethernet con cable. Pero esta presentación es un poco engañosa, ya que el rendimiento real se aproxima más a 4-5 Mpbs – la mitad de la velocidad de Ethernet 10baseT y mucho más lenta que las redes de conexión de Ethernet 100baseT o Gigabit. Aún así, 802.11b proporciona un importante adelanto en rapidez sobre las generaciones anteriores, y esto es especialmente importante para el ambiente de la casa del futuro donde muchos equipos comparten la red. Bluetooth
Bluetooth es una especificación para la industria informática y de las
telecomunicaciones que describe un método de conectividad móvil universal
con el cual se pueden interconectar dispositivos como teléfonos móviles,
asistentes personales digitales (PDA), computadores y muchos otros
dispositivos, ya sea en la casa, en la oficina o, incluso, en el carro, utilizando
una conexión inalámbrica de corto alcance.
Observación
La iniciativa Bluetooth lanzó la versión 1 de este nuevo estándar en mayo de
1998.
Es un estándar que describe la manera en la que una enorme variedad de
dispositivos pueden conectarse entre sí, de una forma sencilla y sincronizada,
con cualquier otro equipo que soporte dicha tecnología utilizando las ondas de
radio como medio de transporte de la información.
Ladillo Este nombre proviene del rey danés Harald II, que reinó hace 1000 años con el sobrenombre 'bluetooth”
En sí, cada dispositivo deberá estar equipado con un pequeño chip que
transmite y recibe información a una velocidad de 1 Mbps en la banda de
frecuencias de 2,4 GHz que está disponible en todo el mundo, con ciertas
particularidades según los diferentes países de aplicación, ya que es empleada
con enorme profusión en numerosos dispositivos.
HomeRF La tecnología HomeRF, basada en el protocolo de acceso compartido (Shared
Wireless Access Protocol - SWAP), encamina sus pasos hacia la conectividad
sin cables dentro de la casa. Además de la sombra de Intel, Compaq es otra de
las firmas relevantes que apoya el desarrollo de producto HomeRF.
Ladillo Los principales patrocinadores de estos sistemas, se agrupan en torno al consorcio que lleva su mismo nombre HomeRF, teniendo a Proxim (una filial de Intel) como el miembro que más esfuerzos esta realizando en la implantación de dicho estándar. Tanto las WLAN basadas en el protocolo 820.11b, como los dispositivos
BlueTooth y HomeRF, competirán por la misma franja del espectro, los
famosos 2,4 GHz, con lo cual, y a pesar de la utilización de diversas técnicas
para la disminución de las posibles interferencias, como espectro disperso en
sus variantes de salto de frecuencia (FHSS - Frecuency-Hopping Spread
Spectrum) y secuencia directa (DSSS - Direct Sequence Spread Spectrum), o
la limitación de la potencia de emisión, la paulatina profusión de dispositivos
inalámbricos irá incrementando las interferencias entre unos y otros. Además,
hay otro abundante conjunto de aparatos y electrodomésticos que también
hacen uso de esta banda de frecuencias, como pueden ser los microondas o
los teléfonos móviles, entre los más notables, agravando todavía más si cabe el
problema de las interferencias que, a la postre, se traduce en la funcionalidad o
no de esta clase de conexión sin hilos.
Resumen Las redes de computadores nacen como evolución de los sistemas de acceso y
transmisión a la información y cumplen fundamentalmente el objetivo de
facilitar el acceso a información remota, comunicación entre personas y
entretenimiento interactivo.
Internet es hoy en día una infraestructura informática extendida ampliamente;
su influencia alcanza no sólo al campo técnico de las comunicaciones entre
computadoras (redes), sino también a toda la sociedad en la medida en que su
empleo se incrementa cada vez más para llevar a cabo procesos como el
comercio electrónico, la adquisición de información y la interacción entre la
comunidad o comunidades remotas.
Para llegar a los niveles de comunicación que hoy se logran gracias a Internet,
se han dedicado años de investigación y perfeccionamiento del tipo de
transmisión. Las primeras redes de cómputo comenzaron a operar a mediados
de los años 70’s y la forma de comunicación entre dos computadoras era
manual, se empleaba una cinta magnética o una pila de tarjetas perforadas, las
cuales necesitaban ser insertadas a la otra computadora mediante la
intervención humana, es decir, no funcionaban automáticamente como hoy se
hace. Más tarde, este proceso se perfeccionó y se logró transmitir información
mediante cables conectando 3 o más computadoras, surgiendo así las redes;
esta comunicación se establecía a muy baja velocidad y además había un gran
inconveniente, las computadoras que formaban la red tenían que funcionar a la
perfección porque a la menor falla de cualquiera de ellas, la red dejaba de
operar y era necesario desconectarla para dejar funcionando a las demás. A
partir de este momento, comienza una evolución tecnológica con las primeras
investigaciones de conmutación de paquetes entre redes. Internet, en un
principio fue un proyecto militar de los Estados Unidos.
El concepto de red de área metropolitana representa una gran evolución del
concepto de red de área local (LAN) en un contexto más amplio, ya que cubre
áreas de mayor cobertura que en algunos casos no se limitan a un entorno
metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso
nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.
Cuando se llega a un cierto punto deja de ser poco práctico seguir ampliando
una LAN. A veces esto viene impuesto por limitaciones físicas, aunque suele
haber formas más adecuadas o económicas de ampliar una red de
computadoras. Dos de los componentes importantes de cualquier red son la
red de teléfono y la de datos. Son enlaces para grandes distancias que amplían
la LAN hasta convertirla en una red de área extensa ( WAN ). Casi todos los
operadores de redes nacionales ofrecen servicios para interconectar redes de
computadoras, que van desde los enlaces de datos sencillos y a baja velocidad
que funcionan basándose en la red pública de telefonía hasta los complejos
servicios de alta velocidad (como frame relay y SMDS-Synchronous
Multimegabit Data Service ) adecuados para la interconexión de las LAN. Estos
servicios de datos a alta velocidad suelen denominarse conexiones de banda
ancha. Una MAN es básicamente una versión más grande de una LAN y
normalmente se basa en una tecnología similar. Podría abarcar una serie de
oficinas cercanas o una ciudad; puede ser pública o privada. Una MAN puede
manejar datos y voz, e incluso podría estar relacionada con una red de
televisión por cable local. Una MAN sólo tiene uno o dos cables y no contiene
elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias
líneas de salida potenciales. Como no tiene que conmutar, el diseño se
simplifica.
En resumidas cuentas, las redes inalámbricas se perfilan como una de las
tecnologías más prometedoras de los próximos años. Aunque se ha avanzado
mucho en esta última década y se están dando pasos importantes en la
consolidación de las comunicaciones inalámbricas, esta tecnología se
encuentra actualmente en una fase de constante desarrollo e investigación,
quedando por resolver varios obstáculos tanto técnicos como de regulación
bajo mismos estándares, antes de que pueda recalar con plenas garantías de
éxito en el mercado.
Asimismo, y viendo las deficiencias de la actual norma IEEE 802.11, ya se está
trabajando en una futura especificación que trabaja realmente a 10 Mbps en un
rango de 20 MHz dentro de la franja de 8,2 GHz, pero este estudio está todavía
en una fase muy temprana. Obviamente, no se espera que las redes
inalámbricas lleguen a reemplazar a las redes cableadas pues las prestaciones
de unas y otras, al día de hoy, no pueden compararse. Sin embargo, la pacífica
convivencia de las redes cableadas y las inalámbricas, da lugar a una nueva
generación de redes híbridas que cubren por completo, según su configuración
y diseño, las necesidades de conectividad tanto fija como móvil, que toda
organización moderna y competitiva requiere.
Bibliografía recomendada Tanenbaum, Andrew. Computer Networks. Ed. Prentice Hall.
Parnell. Networks Administrators Reference. Ed. McGraw Hill.
Direcciones en internet
http://www.isoc.org
http://www.wirelessethernet.com
http://www.bluetooth.com
http://www.cisco.com
http://standards.ieee.org
Nexo A lo largo de este capítulo, dimos un breve vistazo sobre la historia de las redes
de computadores, algunos ejemplos de estas redes y, posteriormente, la
aparición de la Internet. Además, se explicaron los diferentes tipos de redes
que existen, con sus características y tecnologías propias. En el siguiente
fascículo estudiaremos los diferentes modelos de redes junto con sus
jerarquías de protocolos. Se estudiarán tanto el modelo OSI (Interconexión de
Sistemas Abiertos) como el modelo TCP/IP.
Autoevaluación Formativa
1. ¿Cuál es la diferencia entre una comunicación orientada a conexión y una
comunicación no orientada a conexión? Cite algunos ejemplos.
2. Realice un cuadro comparativo sobre las redes LAN, WAN y MAN.
3. Explique cómo funciona una LAN con topología de anillo.
4. Explique las diferentes tecnologías existentes dentro de las redes
inalámbricas.