redes de computadoras
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Lic. Bhylenia Y. Rios Miranda
REDES DE
COMPUTADORAS
Introducción
Las redes de computadoras hantenido un auge extraordinario en losúltimos años y han permitidointercambiar y compartir informaciónentre diferentes usuarios a través delcorreo electrónico, crear grupos dediscusión a distancia sobre diversostemas, tener acceso a bibliotecaselectrónicas en lugares distantes,utilizar facilidades de cómputo enáreas geográficas diferentes y crearsistemas de procesamientodistribuido de transacciones, pormencionar algunas de lasaplicaciones que actualmente setienen.
Introducción
DEFINICIÓN
Las Redes de Computadoras son unconjunto de equipos (nodos)conectados entre si. Existen diferentesformas de hacer estas conexiones,llamadas topologías, también hayvarios tipos de redes que generalmentese definen por su ubicacióngeográfica en un mismo edificio, unmismo campo, una misma ciudad,distintas ciudades, distintos países einclusive distintos continentes.
Introducción
Hoy en día no solamente lasempresas son las beneficiadascon las redes debido a sucapacidad de enviar y recibirinformación al instante en distintoslugares geográficos, sino quecada persona en el mundo estábeneficiada con el desarrollo delas redes mediante el uso de lared de redes el INTERNET.
Convergencia de las telecomunicaciones e informática
computadoras
multiproceso
Procesos
distribuidos
válvula
transistor
Circuitos
integrados
LSIAlta Escala de Integración
VLSIGran Escala de Integración
teléfono
Transmisión
analógica
Transmisión digital
Red digital
RDSIRed Digital de Servicios Integrados
Telecomunicaciones
Topologías de Redes de
Computadoras
La topología o forma lógica de unared, se define como la forma detender el cable a estaciones detrabajo individuales; por muros,suelos y techos del edificio. Existe unnúmero de factores a considerar paradeterminar cuál topología es la másapropiada para una situación dada.Las topologías más comunes son:
Anillo.
Estrella.
Bus.
Árbol.
Trama.
Topologías de Redes de
Computadoras
Además de las topologías antes citadas
existen algunas topologías que son
combinaciones de las citadas anteriormente.
Estas topologías son:
Anillo en estrella..
Bus en estrella.
Estrella jerárquica.
Red en Anillo
Las estaciones están unidas una con otra formando uncírculo por medio de un cable común. El último nodo de lacadena se conecta al primero cerrando el anillo.
Las señales circulan en un solo sentido alrededor delcírculo, regenerándose en cada nodo. Con estametodología, cada nodo examina la información que esenviada a través del anillo. Si la información no estádirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en elanillo.
Cada nodo participa en dos enlaces, recibe datos ytransmite. Su capacidad de almacenamiento, si tiene, esde sólo unos cuantos bits, la velocidad de recepción y detransmisión es igual en todos los nodos
Los enlaces (líneas de comunicación) son simplex, por lotanto la información fluye en un solo sentido en el anillo.Las estaciones se conectan a la red por medio de losrepetidores.
Red en AnilloVentajas:
Los cuellos de botella son muy poco frecuentes.
Se puede operar a grandes velocidades.
Los mecanismos para evitar colisiones sonsencillos.
Estas redes utilizan esquemas de transmisión deseñales para determinar qué nodo puede teneracceso al sistema de comunicaciones.
Desventajas:
Si falla el canal o un nodo, los restantes quedanincomunicados.
Es muy compleja su administración, ya que hayque definir una estación para que controle elcircuito del anillo.
Red en Estrella
La red se une en un único punto, normalmente con unpanel de control centralizado, como un concentrador decableado. Los bloques de información son dirigidos através del panel de control central hacia sus destinos.
Conectar un conjunto de computadoras en estrella es unode los sistemas más antiguos, equivale a tener unacomputadora central (el servidor de archivos o Server),encargada de controlar la información de toda la red.Dicha información abarca desde los mensajes entreusuarios, datos almacenados en un archivo en particular,manipulación de archivos, etc.
Para poder instalar este tipo de red, cada una de lascomputadoras utilizadas como estaciones de trabajonecesitan de una tarjeta de conexión para lograr lainterfase con la computadora central.
Red en Estrella
Ventajas: Este esquema tieneuna ventaja al tener un panel decontrol que monitorea el tráfico yevita las colisiones y unaconexión interrumpida no afectaal resto de la red.
Desventajas: Este tipo de rednecesita de otros componentesadicionales como losconcentradores y los paneles decontrol.
Red en Bus
Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable.A diferencia del anillo, el bus es pasivo, no se produce regeneraciónde las señales en cada nodo. Los nodos en una red de "bus"transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar conotra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre,cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, despuésintenta retransmitir la información.
Esta topología permite que todas las estaciones reciban lainformación que se transmite, una estación trasmite y todas lasrestantes escuchan.
A fin de poder identificar hacia cuál de las computadoras de toda lared se está dirigiendo, se añade un sufijo al paquete de información,éste contiene la dirección de la computadora que debe recibir lainformación en particular. Cada una de las computadoras revisa elmensaje y compara la dirección de la terminal de recepción, en casode no ser igual a la propia, se rechaza y en caso de ser igual ladirección, se acepta el mensaje
Red en BusVentajas:
Requiere de menor cantidad decables.
La falla en un nodo en particular noincapacitará el resto de la red.
Desventajas:
Al existir un solo canal decomunicación entre los nodos de lared si falla el canal, los nodos quedan
incomunicados.Algunos fabricantes resuelven esteproblema poniendo un bus paraleloalternativo.
Red en Árbol
La topología en árbol es una generalización de la topologíaen bus. Esta topología comienza en un punto denominadocabezal o raíz (headend).
Uno ó más cables pueden salir de este punto y cada uno deellos puede tener ramificaciones en cualquier otro punto. Unaramificación puede volver a ramificarse. En una topología enárbol no se deben formar ciclos.
Una red de este tipo representa una red distribuida en la queunas computadoras alimentan de información a otras.
Las computadoras que se utilizan como dispositivos remotospueden tener recursos de procesamientos independientes yrecurren a los recursos en niveles superiores o inferioresconforme se requiera.
Red en Árbol
Ventajas: La principal
ventaja es la gran cantidad
de recursos que se tiene
disponibles en una red en
Arbol.
Desventajas: La ruptura de
una rama podría dejar fuera
uno o varios nodos de la
red.
Red en Trama
Esta estructura de red es
típica de las redes del tipo
WAN, pero también se puede
utilizar en algunas
aplicaciones de redes locales
(LAN).
Los nodos están conectados
cada uno con todos los
demás.
Otras Topologías
Topología de anillo doble
Una topología en anillo doble consta de dos anillosconcéntricos, donde cada host de la red está conectadoa ambos anillos, aunque los dos anillos no estánconectados directamente entre sí. Es análoga a latopología de anillo, con la diferencia de que, paraincrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hayun segundo anillo redundante que conecta los mismosdispositivos. La topología de anillo doble actúa como sifueran dos anillos independientes, de los cuales se usasolamente uno por vez.
Otras Topologías
Topología en estrella extendida
La topología en estrella extendida es igual a latopología en estrella, con la diferencia de que cada nodoque se conecta con el nodo central también es el centrode otra estrella. Generalmente el nodo central estáocupado por un hub o un switch, y los nodossecundarios por hubs. La ventaja de esto es que elcableado es más corto y limita la cantidad dedispositivos que se deben interconectar con cualquiernodo central. La topología en estrella extendida essumamente jerárquica, y busca que la información semantenga local. Esta es la forma de conexión utilizadaactualmente por el sistema telefónico.
Otras Topologías
Topología en malla completa
En una topología de malla completa, cada nodo seenlaza directamente con los demás nodos. Las ventajasson que, como cada todo se conecta físicamente a losdemás, creando una conexión redundante, si algúnenlace deja de funcionar la información puede circular através de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar adestino. Además, esta topología permite que lainformación circule por varias rutas a través de la red.
La desventaja física principal es que sólo funciona conuna pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrariola cantidad de medios necesarios para los enlaces, y lacantidad de conexiones con los enlaces se tornaabrumadora.
Otras Topologías
Topología de red celular La topología celularestá compuesta por áreas circulares ohexagonales, cada una de las cuales tiene unnodo individual en el centro.
La topología celular es un área geográficadividida en regiones (celdas) para los fines de latecnología inalámbrica. En esta tecnología noexisten enlaces físicos; sólo hay ondaselectromagnéticas. La ventaja obvia de unatopología celular (inalámbrica) es que no existeningún medio tangible aparte de la atmósferaterrestre o el del vacío del espacio exterior (y lossatélites).
Las desventajas son que las señales seencuentran presentes en cualquier lugar de lacelda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios yviolaciones de seguridad. Como norma, lastopologías basadas en celdas se integran conotras topologías, ya sea que usen la atmósfera olos satélites.
Lo visto hasta ahora
Descripción general de las topologías más comunes y utilizadasen el mundo de las comunicaciones,
Las telecomunicaciones son un universo muy extenso donde sepuede implementar topologías diversas, el objetivo del curso esdar a conocer de forma básica cómo trabajan las redes decomputadoras, y cuáles son los fundamentos más utilizados y lasbases para iniciar al alumno en este mundo, es por eso que sólohacemos referencia a las topologías y sus características.
Para construir una red doméstica si bien es importante definir latopología que se va utilizar, ésta no debe ser compleja ya que eluso es muy limitado en relación al uso que se le da en unaempresa.
Ethernet: topología de bus lógica y en estrella física o en estrellaextendida.
Token Ring: topología de anillo lógica y una topología física enestrella.
FDDI: topología de anillo lógica y topología física de anillo doble
Tipos de Redes En la actualidad las redes de computadoras
son una parte vital dentro la estructura de
cada empresa u organización ya sea pública
o privada.
Es difícil encontrar una empresa que no
disfrute de las ventajas que ofrece tener una
red de computadoras correctamente
implementada, dependiedo del tamaño de la
empresa u organización, la red puede
pertenecer a uno o a varios tipos de la
clasificación estándar proporcionada por el
IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y
Electrónicos) que son los encargados de dar
las normas bajo las cuales se rigen las
telecomunicaciones
Tipos de Redes
La clasificación de los tipos de redes se basabásicamente en la ubicación geográfica de la red,es decir, que depende cuanta distancia abarque lared para que pertenezca a uno de los tipos declasificación.
Los tipos de redes más comunes y más usados son:
PAN (Personal Area Network).
CAN (Campus Area Network).
LAN (Local Area Network).
WAN (Wide Area Network).
MAN (Metropolitan Area Network).
INTERNET (International Network).
Redes del tipo PAN
Son redes pequeñas,
las cuales están
conformadas por no
más de 8 equipos,
por ejemplo: café
Internet
Redes del tipo CAN
Una CAN es una colección de LANsdispersadas geográficamente dentrode un campus (universitario, oficinasde gobierno, maquilas o industrias)pertenecientes a una misma entidaden un área delimitada en kilómetros.
Una CAN utiliza comúnmentetecnologías tales como FDDI (Fiberdistributed data interface - se definecomo una topología de red local endoble anillo y con soporte físico defibra óptica) y Gigabit Ethernet paraconectividad a través de medios decomunicación tales como fibra óptica yespectro disperso
Redes del tipo LAN
Son las redes que todos conocemos, son aquellasque se utilizan en las empresas. Son redespequeñas, que están dentro de una misma oficina odentro de un mismo edificio. Debido a sus limitadasdimensiones, son redes muy rápidas, cada estaciónse puede comunicar con el resto. Están restringidasen tamaño, lo cual significa que el tiempo detransmisión es bastante rápido, simplificando laadministración.
Suelen emplear tecnología de difusión mediante uncable sencillo que puede ser del tipo coaxial o UTP.Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.
Redes del tipo LAN
Sus principales características son:
Los canales son propios de losusuarios o empresas.
Los enlaces son líneas de altavelocidad.
Las estaciones están cerca entre si.
Incrementan la eficiencia yproductividad de los trabajos deoficinas al poder compartir información.
Las tasas de error son menores que enlas redes WAN.
La arquitectura permite compartirrecursos.
Redes del tipo WAN(Área Extensa)
Son redes punto a punto que interconectan ciudades, países ycontinentes. Al tener que recorrer una gran distancia susvelocidades son menores que en las LAN aunque son capaces detransportar una mayor cantidad de datos.
Está formada por una vasta cantidad de computadorasinterconectadas (llamadas hosts), por medio de subredes decomunicación o subredes pequeñas, con el fin de ejecutaraplicaciones, programas, etc.
Una red de área extensa WAN es un sistema de interconexión deequipos informáticos geográficamente dispersos, incluso encontinentes distintos. Las líneas utilizadas para realizar estainterconexión suelen ser parte de las redes públicas de transmisiónde datos.
Las redes LAN comúnmente, se conectan a redes WAN, con elobjetivo de tener acceso a mejores servicios, como por ejemplo aInternet. Las redes WAN son mucho más complejas, porque debenenrutar correctamente toda la información proveniente de las redesconectadas a ésta.
Redes del tipo WAN
Está formada por dos componentes:
Líneas de transmisión: son las encargadas dellevar los bits entre los hosts.
Elementos interruptores (routers): soncomputadoras especializadas usadas por dos omás líneas de transmisión. Para que un paquetellegue de un router a otro, generalmente debepasar por routers intermedios, cada uno de estoslo recibe por una línea de entrada, lo almacena ycuando una línea de salida está libre, loretransmite.
Redes del tipo MAN
Comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad,municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 Km. Sonredes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos esindependiente del otro en cuanto a la transferencia de datos.
Es básicamente una gran versión de LAN y usa una tecnologíasimilar. Puede cubrir un grupo de oficinas de una mismacorporación o ciudad, esta puede ser pública o privada. Elmecanismo para la resolución de conflictos en la transmisión dedatos que usan las MANs, es DQDB que consiste en dos busesunidireccionales, en los cuales todas las estaciones estánconectadas, cada bus tiene una cabecera y un fin. Cuando unacomputadora quiere transmitir a otra, si ésta está ubicada a laizquierda usa el bus de arriba, caso contrario el de abajo.
Red INTERNET
Es una colección de redes
interconectadas, cada una de ellas
puede estar desarrollada sobre
diferentes software y hardware. Una
forma típica de Internet Works es un
grupo de redes LANs conectadas
con WANs. Si a una subred le
sumamos los host obtenemos una
red. El conjunto de redes mundiales
es lo que conocemos como Internet.
Redes Inalámbricas
Las redes inalámbricas son redes
cuyos medios físicos no son
cables de cobre de ningún tipo, lo
que las diferencia de las redes
anteriores. Están basadas en la
transmisión de datos mediante
ondas de radio, microondas,
satélites o infrarrojos.
Redes Inalámbricas
Una de las tecnologías más prometedoras y
discutidas en esta década es la de poder comunicar
computadoras mediante tecnología inalámbrica. La
conexión de computadoras mediante Ondas de
Radio o Luz Infrarroja, actualmente está siendo
ampliamente investigado. Las Redes Inalámbricas
facilitan la operación en lugares donde la
computadora no puede permanecer en un solo
lugar, como en almacenes o en oficinas que se
encuentren en varios pisos.
Redes Inalámbricas
Existen dos amplias categorías de RedesInalámbricas:
De Larga Distancia.- Estas sonutilizadas para transmitir lainformación en espacios que puedenvariar desde una misma ciudad ohasta varios países circunvecinos(mejor conocido como Redes de AreaMetropolitana MAN); sus velocidadesde transmisión son relativamentebajas, de 4.8 a 19.2 Kbps.
De Corta Distancia.- Estas sonutilizadas principalmente en redescorporativas cuyas oficinas seencuentran en uno o varios edificiosque no se encuentran muy retiradosentre si, con velocidades del orden de280 Kbps hasta los 2 Mbps.
Wi-Fi "Wireless Fidelity"
Wi-Fi se creó para ser utilizada en redes
locales inalámbricas, pero es frecuente que
en la actualidad también se utilice para
acceder a Internet.
Wi-Max (Worldwide Interoperability for
Microwave Access)
WiMAX (del inglés, Interoperabilidad Mundial paraAcceso por Microondas) es un estándar detransmisión inalámbrica de datos (802.16d)diseñado para ser utilizado en el área metropolitanao MAN proporcionando accesos concurrentes enáreas de hasta 48 kilómetros de radio y avelocidades de hasta 70 Mbps, utilizando tecnologíaportátil LMDS.
WiMAX se sitúa en un rango intermedio decobertura entre las demás tecnologías de acceso decorto alcance y ofrece velocidades de banda anchapara un área metropolitana.
Bluetooth
Es la norma que define un estándar global de comunicación inalámbricaque posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes equiposmediante un enlace por radiofrecuencia. Los principales objetivos que sepretende conseguir con esta norma son: Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.
Eliminar cables y conectores entre éstos.
Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar lasincronización de datos entre nuestros equipos personales.
La tecnología Bluetooth comprende hardware, software y requerimientosde interoperabilidad, por lo que para su desarrollo ha sido necesaria laparticipación de los principales fabricantes de los sectores de lastelecomunicaciones y la informática, tales como: Ericsson, Nokia,Motorola, Toshiba, IBM e Intel, entre otros. Posteriormente se han idoincorporando muchas más compañías, y se prevé que próximamente lohagan también empresas de sectores tan variados como automatizaciónindustrial, maquinaria, ocio y entretenimiento, fabricantes de juguetes,electrodomésticos, etc., con lo que en poco tiempo se nos presentará unpanorama de total conectividad de nuestros aparatos tanto en casa comoen el trabajo.
Clasificación de las Redes
Según la tecnología de transmisión:
a. Redes de Broadcast. Aquellas redes en las que latransmisión de datos se realiza por un sólo canal decomunicación, compartido entonces por todas las máquinas dela red. Cualquier paquete de datos enviado por cualquiermáquina es recibido por todas las de la red.
b. Redes Point-To-Point. Aquellas en las que existen muchasconexiones entre parejas individuales de máquinas. Para podertransmitir los paquetes desde una máquina a otra a veces esnecesario que éstos pasen por máquinas intermedias, siendoobligado en tales casos un trazado de rutas mediantedispositivos routers.
Clasificación de las Redes
Según el tipo de transferencia de datos quesoportan:
I. Redes de transmisión simple. Son aquellas redes enlas que los datos sólo pueden viajar en un sentido.
II. Redes Half-Duplex. Aquellas en las que los datospueden viajar en ambos sentidos, pero sólo en uno deellos en un momento dado. Es decir, sólo puede habertransferencia en un sentido a la vez.
III. Redes Full-Duplex. Aquellas en las que los datospueden viajar en ambos sentidos a la vez.