Redes de Computadoras

L.S.C.I. Jennifer Alejandra Montaño Chávez

El fácil acceso a datos en

computadoras dispersas

alrededor del mundo,

El aprovechamiento

de dispositivos periféricos

conectados a una computadora

ajena,

El control de dispositivos

automatizados instalados en

lugares remotos como satélites,

ondas espaciales o submarinos

robots:

• Una red de cómputo (a veces llamada red de datos o red decomunicaciones) es un sistema especialmente diseñadopara intercambiar datos y consta de varias computadoras yperiféricos conectados entre sí.

• Este sistema también incluye un vasto grupo de programasque, mediante una técnica de intercambio de mensajes,son capaces de mover grandes cantidades de datos entrelos dispositivos conectados.

• Se dice que las redes permiten compartir los recursosinstalados en ellas (datos, programas, discos duros,impresoras, graficadores, módem, etc.) porque, enviandolos mensajes adecuados, es posible controlar y aprovecharlos periféricos conectados a las computadoras de la red.

Componentes de una Red

Componentes de una Red

Tipos de Nodos:

• Nodos Anfitrión: Host (cliente o servidor).

Agrupan a las computadoras productoras demensajes que fluirán en la red.

• Nodos de Comunicación:

Se refieren a los dispositivos encargados dedirigir los mensajes por las rutas adecuadasque les permitan alcanzar su destino.

Componentes de una Red

Componentes de una Red

Cliente

Es la computadoras donde trabaja el usuario (estaciónde trabajo o “workstation”) y aprovecha los serviciosdisponibles en la red.

Este nodo recurre al servidor sólo cuando necesita unservicio en específico.

El cliente ejecuta los programas y despliega imágenes einterfaces gráficas utilizando su propiomicroprocesador, pero depende del servidor pararecuperar o almacenar ciertos archivos, ejecutar unprograma externo, imprimir un documento, etcétera.

Componentes de una Red

Terminales

Es otro tipo de nodos que no son computadorascompletas, sino que se limitan a funcionar comodispositivos de entrada y salida de datos paraoperar un servidor de manera remota, utilizandoel procesador de este último para realizarcualquier actividad.

Dado que una terminal no puede desarrollartrabajo por sí misma es común que se les califiquecomo “terminales tontas”, ya que, si pierdenconexión con el servidor, éstas se vuelveninoperables.

Componentes de una Red

Nodos de Comunicación

Son dispositivos queactúan como“controladoras detráfico” que dirigen losmensajes que circulanen la red hacia susdestinos. Ejemplos deestos dispositivos son:

Componentes de una Red

Concentradores

• Sirven como “caja de conexión” para las computadoras en una misma red.

Puentes, Ruteadores, Gateway

s

• Sirven para conectar diferentes redes.

Otro importante componente de una red es la infraestructura de conexión utilizada para enlazar los nodos.

En general, ésta consta de:

Componentes de una Red

Cableado eléctrico

Fibras ópticas

Enlaces de Radios

LAN

• Redes de área Local que se conectan varias computadoras distribuidas en una“pequeña” zona geográfica (lo cual comprende, desde una habitación hasta unpequeño conjunto de edificios). El número de computadoras enlazables poruna LAN varía entre unas pocas decenas hasta varios cientos.

MAN

• Redes de área metropolitana que conectan computadoras dispersas en un áreageográfica de varios kilómetros cuadrados; tal es el caso de una redinstitucional o gubernamental que puede abarcar toda una ciudad o zonametropolitana.

WAN

• Redes de área amplia que conectan computadoras dispersas en un áreageográfica de miles de kilómetros cuadrados; puede abarcar toda una ciudad,estado, país o planeta. Suelen requerir contratos especiales con las compañíastelefónicas, ya que los datos son transmitidos a través de una infraestructurade servicios telefónicos (cable telefónico, fibra óptica o microondas).

Clasificación de las Redes

La Topología es la forma en que los nodos estáninterconectados y el Protocolo de Comunicaciónson las reglas que son implementados en los nodospara que ellos puedan “hablar y entenderse”. Unprotocolo indica qué forma deben tener losmensajes, cómo interpretarlos y enviarlosordenadamente, cómo detectar errores durante sutransmisión y cómo corregirlos.

Topologías de Redes y Protocolos de Comunicación

La Topología es la formateórica que seinterconectan los nodos enuna red.

Bus Lineal

• Todos los nodos se conectan a un mismo cable que actúan como camino común para enviar y recibir mensajes.

Estrella

•Todos los nodos de la red se conectan a un dispositivo central (hub) encargado de transferir los mensajes desde su origen hacia su destino.

Anillo

• Los nodos se conectan uno tras otro, hasta conectar el último con el primero. Cada nodo puede comunicarse sólo con sus vecinos inmediatos, por lo que el mensaje tiene que atravesar varios nodos hasta llegar a su destino.

Malla

•Cada nodo se conecta directamente a todos los demás, por lo que no se requieren intermediarios para comunicar dos nodos.

Jerarquía

• Divide la red en niveles o capas con funciones específicas que permiten dividir la red en secciones de fácil crecimiento y mantenimiento

Topologías de Redes

• Tanto la computadora origen como la computadoradestino deben seguir el mismo protocolo para que lainformación sea interpretada correctamente.

• El protocolo define la estructura del paquete de datos(DATAGRAMA); éste contiene el mensaje del usuariomás datos administrativos de la red: Número deidentificación, dirección de la computadora, origen,dirección de la computadora destino, mensaje delusuario e información adicional para detectar posibleserrores.

Protocolos de Comunicación

Número de Paquete

Origen DestinoDatos del usuario

Bits para control de

errores

• Para permitir el intercambio de datos parainterconexión de redes o Internet.

• Internet es un conjunto de elementos tecnológicosque permiten enlazar redes de diferentes tipos(protocolos, fabricantes, topologías, cableados,etc.), de modo que los datos localizados en unared pueden ser transportados a la otra.

• Interconectar redes se volvió posible gracias a quetanto fabricantes de hardware como de softwaredecidieron adoptar estándares industriales parapermitir la conversión de información entrediferentes redes.

Interconexiones de Redes

Interconexiones de Redes

Señal Digital

• Las computadoras representan la informaciónmediante bits (números binarios manejablesmediante interruptores electrónicos); al moverse,las secuencias de unos y ceros producen unaseñal digital; esto es, una señal que cambiaabruptamente entre dos niveles de voltaje, unobajo y otro alto.

• Una señal digital puede viajar sin contratiemposentre los circuitos internos de la computadora, oentre los periféricos a ella conectados.

Representación de Datos

Señal Análoga• Cuando necesitamos que nuestros datos atraviesen

largas distancias necesitamos de lastelecomunicaciones; tecnología que, durante décadas,se especializó en manejar y propagar señalesanalógicas.

• Los dispositivos de transmisión analógica producen unaonda portadora que viaja hasta los receptores. Estaseñal, de amplitud y frecuencia constantes, sirve comoreferencia para que el receptor reconozca si estáenviando información o no.

• Para enviar información, el receptor modifica alguna delas características de la onda (amplitud, frecuencia ofase) de modo que éstas se asemejen a lascaracterísticas del fenómeno original

Representación de Datos

Existen grandes diferencias entre latecnología analógica y la tecnologíadigital: la primera trata de imitar laforma original del fenómenoproductor de lainformación, mientras que lasegunda convierte la informaciónproducida en números binarios.

Representación de Datos

Debido a estasdiferencias se handesarrolladotécnicas quepermiten combinarambas estrategias,y se basan enmodificar(modular) laportadoraanalógica según lascaracterísticas dela señal digital.

• Un sistema de telecomunicaciones consta de unaparato transmisor, un aparato receptor y unalambre conductor que los conecta.

• El transmisor recibe información y las transformaen variaciones de voltaje que se envían a travésde alambre. En el otro extremo, el receptordetecta dichas variaciones y las transforma eninformación. Si la transmisión fue exitosa, lainformación es recuperada intacta.

Sistema de Telecomunicaciones

Problemas de Transmisión

Sistema de Telecomunicaciones

Atenuación

• Una señal se atenúa porque pierde energía alpropagarse, esto se debe a que el conductor oponecierta resistencia al paso de la corriente eléctrica.

Interferencia

• Ocurre cuando la señal se mezcla con otra (viajandoen cabes cercanos o con el ruido electromagnéticoproducido por motores o luces fluorescentes) pararesultar en una nueva señal, pero deformadarespecto a la original.