Contruccion de una red local

Jose GUADALUPE CORTINA SANTILLAN

6 F

¿ QUÉ ES UNA RED ?

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

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.

OBJETIVOS DE UNA RED:

Una red informática puede tener diversos objetivos:

Intercambio de recursos (archivos, aplicaciones o hardware, una

conexión a Internet, etc.) Comunicación entre personas (correo electrónico, debates en

vivo, etc.) Comunicación entre procesos (por ejemplo, entre equipos

industriales) Garantía de acceso único y universal a la información (bases de

datos en red) Videojuegos de varios jugadores.

TIPOS DE REDES POR SU COBERTURA GEOGRAFICA: LAN, MAN, WAN

Tipos de Redes• LAN• MAN• WAN

RED LANRED DE ÁREA LOCAL:

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo.

Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.

Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.

Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas.

Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

RED LANRED DE ÁREA LOCAL

RED MANREDES DE ÁREA METROPOLITANA:

Una red de área metropolitana (Metropolitan Área Network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado (MAN BUCLE), la tecnología de pares de cobre se posiciona como la red más grande del mundo una excelente alternativa para la creación de redes metropolitanas, por su baja latencia (entre 1 y 50 ms), gran estabilidad y la carencia de interferencias radioeléctricas, las redes MAN BUCLE, ofrecen velocidades de 10Mbit/s ó 20 Mbit/s, sobre pares de cobre y 100 Mbit/s, 1  Gbit/s  y 10 Gbit/s mediante fibra óptica.

RED MANAPLICACIONES:

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 vídeo pueden enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos.

Un ejemplo de MAN pública es la infraestructura que un operador de telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica.

RED MANREDES DE ÁREA METROPOLITANA

RED WANREDES DE ÁREA AMPLIA:

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.

Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre. 

Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

RED WANAPLICACIONES:

Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por los proveedores de internet (ISP) para proveer conexión a sus clientes.

Hoy en día, internet brinda conexiones de alta velocidad, de manera que un alto porcentaje de las redes WAN se basan en ese medio, reduciendo la necesidad de redes privadas WAN, mientras que las redes privadas virtuales que utilizan cifrado y otras técnicas para generar una red dedicada sobre comunicaciones en internet, aumentan continuamente.

Las redes WAN pueden usar sistemas de comunicación vía radioenlaces o satélite.

RED WANREDES DE ÁREA AMPLIA:

ARQUITECTURAS DE RED: ETHERNET, TOKEN RING, ARCNET.

ETHERNET

Ethernet es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la portadora con detección de colisiones (CSMA/CD). Su nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar internacional IEEE 802.3, siendo usualmente tomados como sinónimos. Se diferencian en uno de los campos de la trama de datos. Sin embargo, las tramas Ethernet e IEEE 802.3 pueden coexistir en la misma red.

TOKEN RING

Token Ring es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes. El proceso de transmisión de datos es como sigue:

Marcos vacíos de información se distribuyen de forma continua en el anillo.

Cuando un equipo tiene un mensaje para enviar, se apodera del token. La computadora entonces ser capaz de enviar la trama.

El marco es entonces examinado por cada estación de trabajo sucesiva. La estación de trabajo que identifica a sí misma como el destino para los mensajes lo copia de la trama y cambia el token de nuevo a 0.

Cuando la trama llega de nuevo al autor, se ve que el token se ha cambiado a 0 y que el mensaje ha sido copiado y recibidos. Se elimina el mensaje de la trama.

ARQUITECTURAS DE RED: ETHERNET, TOKEN RING, ARCNET.

CABLEADO (TIPOS DE CABLES): Los cables de red son aquellos alambres que permiten conectar a las

computadoras entre sí o a terminales de redes y es por medio de estos que los bits se trasladan. Existen numerosos tipos de cables de red, que se pueden agrupar en las siguientes categorías:

Cable coaxial:  estos cables se caracterizan por ser fáciles de manejar, flexibles, ligeros y

económicos. Están compuestos por hilos de cobre, que constituyen en núcleo y están cubiertos por un aislante, un trenzado de cobre o metal y una cubierta externa, hecha de plástico, teflón o goma.

Cables de par trenzado:  estos cables están compuestos por dos hilos de cobre entrelazados y aislados y

se los puede dividir en dos grupos: apantallados (STP) y sin apantallar (UTP). Estas últimas son las más utilizadas en para el cableado LAN y también se usan para sistemas telefónicos. Los segmentos de los UTP tienen una longitud que no supera los 100 metros y está compuesto por dos hilos de cobre que permanecen aislados. Los cables STP cuentan con una cobertura de cobre trenzado de mayor calidad y protección que la de los UTP. Además, cada par de hilos es protegido con láminas, lo que permite transmitir un mayor número de datos y de forma más protegida. Se utilizan los cables de par trenzado para LAN que cuente con presupuestos limitados y también para conexiones simples.

Cables de fibra óptica:  estos transportan, por medio de pulsos modulados de luz,

señales digitales. Al transportar impulsos no eléctricos, envían datos de forma segura ya que, como no pueden ser pinchados, los datos no pueden ser robados. Gracias a su pureza y la no atenuación de los datos, estos cables transmiten datos con gran capacidad y en poco tiempo.

La fibra óptica cuenta con un delgado cilindro de vidrio, llamado núcleo, cubierto por un revestimiento de vidrio y sobre este se encuentra un forro de goma o plástico. Como los hilos de vidrio sólo pueden transmitir señales en una dirección, cada uno de los cables tiene dos de ellos con diferente envoltura. Mientras que uno de los hilos recibe las señales, el otro las transmite. La fibra óptica resulta ideal para la transmisión de datos a distancias importantes y lo hace en poco tiempo.

CABLEADO (TIPOS DE CABLES):

DISPOSITIVOS PARA CONEXION DE REDES:

Entre los dispositivos denominados básicos que son utilizados para el diseño de redes, tenemos los siguientes:

Modems. Hubs.

Repetidores. Bridges. Routers.

Gateways. Brouters.

Más adelante, vamos a describir cada uno de estos componentes para que el lector tenga una idea de para que se usa cada uno.

Módems

Los populares modems, son dispositivos que tienen la importante función de comunicar los equipos informáticos que forman parte de una red con el mundo exterior, es decir, es el aparato en donde se conecta el cable principal de red y que recibe la información de la línea telefónica. Estos dispositivos pueden conectar varias redes entre sí.

El funcionamiento de los modem es simple. El ordenador o red emisora envía señales digitales que son convertidas a señales analógicas en el modem emisor y viajan a través de líneas telefónicas hasta su destino, donde el modem receptor convierte la señal analógica nuevamente en una señal digital que podrá ser interpretada por un ordenador.

Hubs Los Hub reciben los datos a través de la conexión de

entrada y ofrecen varias salidas para conectar a varios ordenadores. En la mayoría de las redes, podemos conectar Hubs en serie para aumentar la cantidad de quipos que pueden estar conectados en una red.

Repetidores

Cuando se transmiten señales a través de cables, estas tienden a degradarse a medida que llegan más lejos. Este fenómeno, también puede verse en redes inalámbricas. Afortunadamente, existe una respuesta para esta situación, que consiste en utilizar los famosos repetidores.

Estos dispositivos toman la señal distorsionada de un cable o de una señal y la regeneran para transmitir la señal de la red o los datos a lugares mucho más remotos, utilizando el modelo de referencia OSI.

Los repetidores sólo pueden trabajar en señales o paquetes de datos  que trabajen con los mismos protocolos de comunicación, es decir, será imposible que un repetidor mejore la señal de una red Ethernet y lo envíe a una red Token Ring.

Los repetidores son dispositivos que deben ser utilizados para unir segmentos alejados de una red LAN. Estos no realizan ningún tipo de filtrado o re-direccionamiento, sólo conectan segmentos de red y restauran señales degradadas.

Bridges

Los Bridges son dispositivos que tiene una finalidad muy parecida a la de los repetidores, pero a diferencia de estos, pueden dividir una red para aislar un ala de esta y poder realizar las reparaciones que se requieran.

Los Bridges son utilizados, por lo general, para: Extender la longitud de un segmento de red. Incrementar el número de ordenadores de una red. Reducir el efecto de cuello de botella de una red. Dividir redes sobrecargadas. Enlazar medios físicos

DISPOSITIVOS PARA CONEXION DE REDES

TOPOLOGIAS DE RED:

La topología de red: se define como una familia de comunicación usada por los

computadores que conforman una red para intercambiar datos. En otras palabras, la forma en que está diseñada la red, sea en el plano físico o lógico. 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.

Punto a punto La topología más simple es un enlace permanente entre dos

puntos finales (también conocida como point-to-point, o abreviadamente, PtP). La topología punto a punto conmutada es el modelo básico de la telefonía convencional. El valor de una red permanente de punto a punto la comunicación sin obstáculos entre los dos puntos finales. El valor de una conexión punto-a-punto a demanda es proporcional al número de pares posibles de abonados y se ha expresado como la ley de Metcalfe.

Topología de Bus: Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por

tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.

Topología de Estrella: Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están

conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en éstas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

Topología de Anillo: Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación

tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones.

En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos). Evita las colisiones.

Topología de Malla: La topología de red mallada es una topología de red en la que

cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Topología de Árbol: La red en árbol es una topología de red en la que los nodos

están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.

La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.

TOPOLOGIAS DE RED: