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Lic. En Informática Materia: Fundamentos de Redes
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Unidad I: Introducción a las redes
1.1 Antecedentes históricos
Las redes de computadoras aparecieron en los años setenta muy ligadas a los
fabricantes de computadoras, como por ejemplo la red EARN (European Academic
& Research Network) y su homóloga americana BITNET e IBM, o a grupos de
usuarios de computadoras con unas necesidades de intercambio de información
muy acusadas, como los físicos de altas energías con la red HEPNET (High Energy
Physics Network). El Departamento de Defensa de los Estados Unidos mediante
DARPA (Deffiense Advanced Research Projects Agency) inició a finales de los años
sesenta un proyecto experimental que permitiera comunicar computadoras entre sí,
utilizando diversos tipos de tecnologías de transmisión y que fuera altamente
flexible y dinámico. El objetivo era conseguir un sistema informático
geográficamente distribuido que pudiera seguir funcionando en el caso de la
destrucción parcial que provocaría un ataque nuclear. En 1969 se creó la red
ARPANET, que fue creciendo hasta conectar unas 100 computadoras a principios de
los años ochenta. En 1982 ARPANET adoptó oficialmente la familia de protocolos
de comunicaciones TCP/IP. Surgieron otras redes que también utilizaban los
protocolos TCP/IP para la comunicación entre sus equipos, como CSNET (Computer
Science Network) y MILNET (Departamento de Defensa de Estados Unidos). La
unión de ARPANET, MILNET y CSNET en l983 se considera como el momento de
creación de Internet. En 1986 la National Science Foundation de los Estados Unidos
decidió crear una red propia, NSFnet, que permitió un gran aumento de las
conexiones a la red, sobre todo por parte de universidades y centros de
investigación, al no tener los impedimentos legales y burocráticos de ARPANET para
el acceso generalizado a la red. En 1995 se calcula que hay unos 3.000.000 de
computadoras conectadas a Internet.
1.1.1 Historia de las redes
1969, DARPA comienza a planificar la creación de una red que conecte
computadores en caso de una eventual guerra atómica que incomunique a los
humanos sobre la tierra, con fines principalmente de defensa.
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1972, se realizó la Primera demostración pública de ARPANET, una nueva Red de
comunicaciones financiada por la DARPA que funcionaba de forma distribuida sobre
la red telefónica conmutada. El éxito de ésta nueva arquitectura sirvió para que, en
1973, la DARPA iniciara un programa de investigación sobre posibles técnicas para
interconectar redes (orientadas al tráfico de paquetes) de distintas clases. Para este
fin, desarrollaron nuevos protocolos de comunicaciones que permitiesen este
intercambio de información de forma "transparente" para las computadoras
conectadas. De la filosofía del proyecto surgió el nombre de "Internet", que se
aplicó al sistema de redes interconectadas mediante los protocolos TCP e IP.
1983, el 1 de enero, ARPANET cambió el protocolo NCP por TCP/IP. Ese mismo
año, se creó el IAB con el fin de estandarizar el protocolo TCP/IP y de proporcionar
recursos de investigación a Internet. Por otra parte, se centró la función de
asignación de identificadores en la IANA que, más tarde, delegó parte de sus
funciones en el Internet registry que, a su vez, proporciona servicios a los DNS.
1986, la NSF comenzó el desarrollo de NSFNET que se convirtió en la principal Red
en árbol de Internet, complementada después con las redes NSINET y ESNET,
todas ellas en Estados Unidos. Paralelamente, otras redes troncales en Europa,
tanto públicas como comerciales, junto con las americanas formaban el esqueleto
básico ("backbone") de Internet.
1989, con la integración de los protocolos OSI en la arquitectura de Internet, se
inició la tendencia actual de permitir no sólo la interconexión de redes de
estructuras dispares, sino también la de facilitar el uso de distintos protocolos de
comunicaciones.
En el CERN de Ginebra, un grupo de Físicos encabezado por Tim Berners-Lee,
crearon el lenguaje HTML, basado en el SGML. En 1990 el mismo equipo construyó
el primer cliente Web, llamado WorldWideWeb (WWW), y el primer servidor web.
2006, el 3 de enero, Internet alcanzó los mil cien millones de usuarios. Se prevé
que en diez años, la cantidad de navegantes de la Red aumentará a 2.000
millones.[sin referencias]
En julio de 1961 Leonard Kleinrock publicó desde el MIT el primer documento sobre
la teoría de conmutación de paquetes. Kleinrock convenció a Lawrence Roberts de
la factibilidad teórica de las comunicaciones vía paquetes en lugar de circuitos, lo
cual resultó ser un gran avance en el camino hacia el trabajo informático en red. El
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otro paso fundamental fue hacer dialogar a las computadoras entre sí. Para
explorar este terreno, en 1965, Roberts conectó una computadora TX2 en
Massachusetts con un Q-32 en California a través de una línea telefónica
conmutada de baja velocidad, creando así la primera (aunque reducida) red de
computadoras de área amplia jamás construida. En los EE.UU. se estaba buscando
una forma de mantener las comunicaciones vitales del país en el posible caso de
una Guerra Nuclear. Este hecho marcó profundamente su evolución, ya que aún
ahora los rasgos fundamentales del proyecto se hallan presentes en lo que hoy
conocemos como Internet.
1.1.2 Importancia de las Redes
Las conexiones por red permiten a los empleados de una empresa colaborar entre
sí y con empleados de otros lugares u otras empresas. Posibilitan el contacto de
maneras nuevas, a la vez que lo estrechan más de lo que jamás habría cabido
imaginar, entre personas de la oficina o de cualquier punto del globo. Si la empresa
está conectada por una red, nadie está lejos de nadie. Existen tres tipos de
redes:
• Redes de área local
• Redes de área extensa
• Internet
Las primeras, las redes de área local (LAN, del inglés Local Area Network) hacen
posible, por ejemplo, que todos los trabajadores de una oficina compartan el uso de
una impresora. Si disponen del software adecuado, también sirven para compartir
archivos, colaborar en proyectos y enviar mensajes instantáneos o de correo
electrónico de forma simultánea. En fin, se trata de una red pequeña que sólo
precisa un cable, y ni eso siquiera en las redes de área local inalámbricas.
Las redes de área extensa (WAN, del inglés Wide Area Network) son LAN más
amplias. Conectan varias redes locales, por lo general para larga distancia. Internet
es la mayor red del mundo. Se compone de numerosas redes locales y extensas,
conectadas para facilitar que se compartan recursos.
Las intranets no son ni más ni menos que conexiones privadas especiales que se
mantienen en Internet. Las pequeñas empresas manifiestan gran interés por las
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redes de área local y, por supuesto, por Internet. Cuando son pequeñas, por
ejemplo, con dos equipos de trabajo, basta con conectarlos entre sí y compartir los
recursos, consultar archivos del otro equipo, compartir la impresora, etc. Es lo que
se denomina una red de igual a igual. Marcha bien hasta que, mientras se ejecuta
una tarea en uno de los equipos, el otro tarda siglos en cualquier cosa o hasta que
no se puede imprimir como no se cierren aplicaciones en el otro equipo. Abajo la
productividad, arriba la frustración. Cuando sucede lo anterior, existe la posibilidad
de convertir la red de área local en una red con arquitectura de cliente y servidor.
Hay que instalar un servidor, el cual conecta todos los demás integrantes, los
clientes. Aunque todos los clientes de la red tienen contenido relacionado con la
empresa en sus discos duros, los archivos y los recursos disponibles para compartir
están conectados al servidor; de ahí la denominación de estructura de cliente y
servidor. De este modo, los recursos se controlan desde una ubicación central y
resulta más fácil archivar el contenido de negocio relevante y hacer copias de
seguridad de éste. Como el servidor se ocupa de procesar las peticiones de la red,
se mejoran al máximo el flujo de trabajo y la productividad. El servidor ejecuta,
asimismo, procesos automáticos para ordenar todo lo que pase por él, poner en
cola las peticiones y establecer prioridades.
1.2 Conceptos básicos de redes
Componentes básicos de las redes de computadoras
Computadoras
Muchos de los componentes de una red media son las computadoras individuales,
que son generalmente sitios de trabajo (incluyendo computadoras personales) o
servidores.
Tipos de sitios de trabajo
Hay muchos tipos de sitios de trabajo que se puedan incorporar en una red
particular, algo de la cual tiene exhibiciones high-end, las CPU múltiples, las
cantidades grandes de ESPOLÓN, las cantidades grandes de espacio de
almacenamiento de la impulsión dura, u otros realces requeridos para las tareas de
proceso de datos especiales, los gráficos, u otros usos intensivos del recurso.
(Véase también la computadora de red).
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Tipos de servidores
En las siguientes listas, hay algunos tipos comunes de servidores y de su propósito.
Servidor de archivo: almacena varios tipos de archivos y los distribuye a otros
clientes en la red.
Servidor de impresiones
Controla y maneja una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros
clientes de la red, encanillando los trabajos de impresión, y realizando la mayoría o
todas las otras funciones que un sitio de trabajo se realizaría para lograr una tarea
de impresión si la impresora fue conectada directamente con el puerto de
impresora del sitio de trabajo.
Mail servidor
Los almacenes, envían, reciben, las rutas, y realizan otras operaciones relacionadas
con email para otros clientes en la red.
Servidor del fax
Los almacenes, envían, reciben, las rutas, y realizan otras funciones necesarias
para la transmisión, la recepción, y la distribución apropiadas de faxes.
Servidor de la telefonía
Realiza funciones relacionadas telefónicamente tales como llamadas que contestan
automáticamente, realizando las funciones de un sistema interactivo de la
respuesta de la voz, almacenando y el correo de voz que sirve, encaminando llama
entre la red de teléfono cambiada pública (PSTN) y la red o el Internet (e.g.,
entrada excesiva del IP de la voz (VoIP)), etc.
Proxy server
Realiza un cierto tipo de función a nombre de otros clientes en la red para
aumentar el funcionamiento de ciertas operaciones (e.g., prefetching y depositar
documentos u otros datos que se soliciten muy frecuentemente) o como precaución
de la seguridad para aislar a clientes de la red de amenazas exteriores.
Servidor del acceso alejado (RAS)
Las líneas del módem de los monitores u otros canales de comunicación de la red
para que las peticiones conecten con la red de una posición remota, respuestas la
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llamada telefónica entrante o reconocen la petición de la red, y realizan los cheques
necesarios de la seguridad y otros procedimientos necesarios para registrar a un
usuario sobre la red.
Servidor del uso
Realiza la porción de la lógica de la informática o del negocio de un uso del cliente,
aceptando las instrucciones para que las operaciones se realicen de un sitio de
trabajo y sirviendo los resultados de nuevo al sitio de trabajo, mientras que el sitio
de trabajo realiza el interfaz utilizador o la porción del GUI del proceso (es decir, la
lógica de la presentación) que se requiere para trabajar correctamente.
Web server
Los documentos del HTML de los almacenes, las imágenes, los archivos de texto,
las escrituras, y el otro Web relacionaron los datos (conocidos colectivamente como
contenido), y distribuye este contenido a otros clientes en la red a petición.
Servidor de reserva
Hace el software de reserva de la red instalar y tiene cantidades grandes de
almacenamiento de la impulsión dura u otras formas del almacenamiento (cinta,
etc.) disponibles para que se utilice con el fin de asegurarse de que la pérdida de
los datos no ocurre en la red.
Impresoras
Muchas impresoras son capaces de actuar como parte de una red de computadoras
sin ningún otro dispositivo, tal como un print server, a actuar como intermediario
entre la impresora y el dispositivo que está solicitando un trabajo de impresión de
ser terminado.
Clientes finos
Muchas redes utilizan a clientes finos en vez de sitios de trabajo o para la entrada
de datos y exhiben propósitos o en algunos casos donde el uso funciona
enteramente en el servidor.
Otros dispositivos
Hay muchos otros tipos de dispositivos que se puedan utilizar para construir una
red, muchos de los cuales requieren una comprensión de conceptos más avanzados
del establecimiento de una red de la computadora antes de que puedan ser
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entendidos fácilmente (e.g., los cubos, las rebajadoras, los puentes, los
interruptores, los cortafuegos del hardware, etc.). En las redes caseras y móviles,
que conecta la electrónica de consumidor los dispositivos tales como consolas vídeo
del juego está llegando a ser cada vez más comunes.
Clasificación básica de redes
Red De Área Local / Lan (Local Área Network) Es una red que cubre una
extensión reducida como una empresa, una universidad, un colegio, etc. No habrá
por lo general dos computadoras que disten entre si más de un kilómetro. Una
configuración típica en una red de área local es tener una computadora llamada
servidor de ficheros en la que se almacena todo el software de control de la red así
como el software que se comparte con las demás computadoras de la red. Las
computadoras que no son servidores de ficheros reciben el nombre de estaciones
de trabajo. Estos suelen ser menos potentes y tienen software personalizado por
cada usuario. La mayoría de las redes LAN están conectadas por medio de cables y
tarjetas de red, una en cada equipo.
Red De Área Metropolitana / Man ( Metropolitan Área Network) Las redes de
área metropolitana cubren extensiones mayores como pueden ser una ciudad o un
distrito. Mediante la interconexión de redes LAN se distribuyen la informática a los
diferentes puntos del distrito. Bibliotecas, universidades u organismos oficiales
suelen interconectarse mediante este tipo de redes.
Redes De Área Extensa / WAN (Wide Area Network) Las redes de área extensa
cubren grandes regiones geográficas como un país, un continente o incluso el
mundo.
Cable transoceánico o satélites se utilizan para enlazar puntos que distan grandes
distancias entre si. Con el uso de una WAN se puede conectar desde España con
Japón sin tener que pagar enormes cantidades de teléfono. La implementación de
una red de área extensa es muy complicada. Se utilizan multiplexadores para
conectar las redes metropolitanas a redes globales utilizando técnicas que permiten
que redes de diferentes características puedan comunicarse sin problema. El mejor
ejemplo de una red de área extensa es Internet.
Componentes
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Las redes de computadoras se montan con una serie de componentes de uso
común y que es mayor o menor medida aparece siempre en cualquier instalación.
Servidores
Los servidores de ficheros conforman el corazón de la mayoría de las redes. Se
trata de computadoras con mucha memoria RAM, un enorme disco duro o varios y
una rápida tarjeta de red. El sistema operativo de red se ejecuta sobre estos
servidores así como las aplicaciones compartidas.
Estaciones de Trabajo
Son las computadoras conectadas al servidor. Las estaciones de trabajo no han de
ser tan potentes como el servidor, simplemente necesita una tarjeta de red, el
cableado pertinente y el software necesario para comunicarse con el servidor. Una
estación de trabajo puede carecer de disquetera y de disco duro y trabajar
directamente sobre el servidor. Prácticamente cualquier computadora puede actuar
como estación de trabajo.
Tarjeta de Red
La tarjeta de red o NIC es la que conecta físicamente la computadora a la red. Las
tarjetas de red más populares son por supuesto las tarjetas Ethernet, existen
también conectores Local Talk así como tarjetas TokenRing.
Concentradores o Hubs
Un concentrador o Hub es un elemento que provee una conexión central para todos
los cables de la red. Los hubs son cajas con un número determinado de conectores,
habitualmente RJ.45 más otro conector adicional de tipo diferente para enlazar con
otro tipo de red.
Repetidores
Cuando una señal viaja a lo largo de un cable va perdiendo fuerza a medida que
avanza. Esta pérdida de fuerza puede causar pérdida de información. Los
repetidores amplifican la señal que reciben permitiendo así que la distancia entre
dos puntos de la red sea mayor que la que un cable solo permite.
Puentes o Bridges
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Los Bridges se utilizan para segmentar redes grandes en redes más pequeñas,
destinados a otra red pequeña diferente mientras que todo el tráfico interno seguirá
en la misma red. Con esto se logra reducir el tráfico de la red.
Arquitectura de comunicación
Al hablar de redes y de comunicaciones entre computadoras resultan
fundamentales 2 conceptos: Protocolos y Arquitectura de comunicación.
Los protocolos se utilizan para la comunicación entre entidades de diferentes
sistemas. Ejemplos de entidades son programas de aplicación de usuario, paquetes
de transferencia de ficheros, sistemas de manejo de BD y terminales. Ejemplo de
sistemas son computadoras, terminales y sensores remotos. Podemos decir, que
una entidad es algo capaz de enviar o de recibir información y un sistema es un
objeto que contiene una o más entidades. Para que 2 entidades puedan
comunicarse han de hablar el mismo idioma, mediante una serie de convenciones
entre estas, a este conjunto de convenciones se le denomina protocolo, que puede
definirse como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre 2
entidades.
Debido a la complejidad que requiere la comunicación entre 2 entidades de
diferentes sistemas, encontramos implementadas las funciones de comunicación
mediante un conjunto de protocolos estructurados. Esta organización de los
protocolos se realiza mediante capas o niveles con objeto de simplificar su diseño.
El propósito de cada capa es ofrecer ciertos servicios a las capas superiores.
La capa n en una máquina conversa con la capa n de la otra máquina. Las reglas y
convecciones utilizadas en la conversación se conocen como protocolo de la capa n.
A las entidades de una misma capa correspondiente a máquinas diferentes se le
denomina procesos pares.
En la realidad, la transferencia de datos desde una capa n de una máquina a la
capa n de otra máquina no se realiza directamente, sino que los datos son pasados
a la capa inmediatamente inferior de la máquina y así sucesivamente hasta llegar a
la capa 1, donde nos encontramos el medio físico, por donde se realiza la
comunicación con la otra máquina.
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Entre cada par de capas adyacentes hay una interfaz, la cual define los servicios y
operaciones primitivas que la capa inferior ofrece a la superior. Al conjunto de
capas con las interfaces y protocolos recibe el nombre de arquitectura de la red.
1.2.1 Tipos de señales eléctricas
Concepto de señal
El término "señal" se refiere a un voltaje eléctrico, un patrón luminoso o una onda
electromagnética modulada que se desea obtener. Esta señal varía en función del
medio de transmisión de que se trate y se propaga a través este mismo medio de
transmisión.
Se caracteriza por ser un valor en función del tiempo s(t), es decir, su valor varía
en función del tiempo. Si esta señal es un voltaje o una intensidad de corriente, es
fácilmente relacionable con la potencia.
Tipos de señales: continuas y discretas
Señal continua
Es aquella en la que su intensidad varía suavemente con el tiempo, es decir, no
presenta discontinuidades.
Matemáticamente s(t) es continua si lim t->a s(t) = s(a) para cualquier valor de a.
Por ejemplo s(t)=A sen 2 p fs t
Ejemplo de señales continuas puede ser la voz, las imágenes de TV, etc.
Un tipo especial de señal continua son las señales periódicas.
Señal discreta
Es aquella en la que su intensidad se mantiene constante durante un determinado
intervalo de tiempo, tras el cual la señal cambia a otro valor constante, es decir,
presenta discontinuidades o saltos en el tiempo.
Por ejemplo es el caso de una onda cuadrada.
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Ejemplo de señal discreta son la transmisión de datos binarios.
1.2.2 Formatos de transmisión Transmisión analógica y transmisión digital
Transmisión analógica
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Transmisión analógica es la transmisión de señales independientemente de su
contenido. Se pueden transmitir señales continuas o discretas.
El receptor debe recibir la señal del transmisor con la máxima fiabilidad.
Si las señales son continuas, se pueden transmitir fácilmente y de una forma poco
costosa en banda base, es decir, sin ningún tipo de modulación. Modulación es la
alteración sistemática de una onda sinusoidal, llamada señal portadora, en función
de las características de otra señal, llamada moduladora. Esta señal es la que
contiene la información que se transmite. El empleo de modulación, que permite
desplazar el ancho de banda de la señal en banda base hacia otra zona del espectro
(multiplexación por división de frecuencias).
Si la transmisión analógica es de señales discretas, es necesario el empleo de
modems (modulador/demodulador) que convierte las señales discretas en señales
analógicas, antes de realizar su transmisión.
Transmisión digital
Transmisión digital es la transmisión de símbolos con cierto grado de exactitud en
un tiempo determinado.
A este intervalo se le llama tiempo de símbolo. La información son bits, siendo su
agrupación los símbolos.
Un bit tiene dos estados: 0 y 1. Cada uno de ellos puede equivaler a una tensión,
por ejemplo el 0 corresponder a +V y el 1 a –V.
En el caso de los símbolos, con n bits, se pueden representar 2 símbolos o a la
inversa, ¿cuántos bits se necesitan para representar M símbolos?
N = log 2 M bits
Ahora a cada símbolo, le ha de corresponder un nivel de tensión, por ejemplo con 2
bits
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La transmisión de señales discretas es la transmisión característica de las redes.
Con el fin de regenerar la señal se emplean repetidores. Este tipo de transmisión es
el que se va a desarrollar a continuación.
Si las señales son continuas, primero tienen que ser digitalizadas. A continuación se
pueden transmitir tal cual o aplicando algún tipo de modulación.
Resumen
1.2.3 Ancho de banda
Una transmisión siempre se hace a una frecuencia determinada. Sin embargo en la
realidad es imposible transmitir solo con una frecuencia fija. La razón es que
siempre hay distorsiones e interferencias, y la descomposición de la señal en
frecuencias (transformada de Fourier) consta de una frecuencia principal y otras
frecuencias de menor potencia.
El ancho de banda es el rango de frecuencias alrededor de la frecuencia principal y
en la que está confinada la mayor parte de la energía de la señal. Hay distintos
criterios para su evaluación, y los más utilizados son
- el criterio de potencia mitad, equivalente a la banda de los 3 dB
- el criterio de equivalencia de la señal rectangular
- el criterio de valor nulo a valor nulo
- el criterio de potencial fraccional, que es el adoptado por la FCC. Deja fuera el
0,5% por cada extremo, es decir, es el 99%
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- valores del 35 o 50 dB
- el criterio de ancho de banda absoluto, es el equivalente del 100%, por lo que es
utópico.
Si se transmiten todas las frecuencias, el receptor podrá reconstruir fielmente la
señal origen. Si se restringe el rango de frecuencias que se transmiten, la señal a
reconstruir por el receptor diferirá en más o menos con la original.
Así en la práctica, no es necesario transmitir todas las frecuencias para que el
receptor pueda reconstruir la señal con una fiabilidad suficiente.
Ejemplos
Si se transmite una señal senoidal compuesta por una única frecuencia, el ancho de
banda es mínimo.
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1.2.4 Topologías de red
La topología de red define la estructura de una red. Una parte de la definición
topológica es la topología física, que es la disposición real de los cables o medios.
La otra parte es la topología lógica, que define la forma en que los hosts acceden a
los medios para enviar datos. Las topologías más comúnmente usadas son las
siguientes:
Topologías físicas
Una topología de bus usa un solo cable backbone que debe terminarse en ambos extremos. Todos los hosts se conectan directamente a este backbone.
La topología de anillo conecta un host con el siguiente y al último host con el primero. Esto crea un anillo físico de cable.
La topología en estrella conecta todos los cables con un punto central de concentración.
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Una topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí mediante la conexión de HUBs o switches. Esta topología puede extender el alcance y la cobertura de la red.
Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar
los HUBs o switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico de la topología.
La topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de malla en los sistemas de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. Como se puede observar en el gráfico, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Aunque la Internet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la topología de malla completa.
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También hay otra topología denominada árbol.
Topologías lógicas
La topología lógica de una red es la forma en que los hosts se comunican a través
del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast y
transmisión de tokens.
La topología broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. No existe una orden que las estaciones deban seguir para utilizar la red. Es por orden de llegada, es como funciona Ethernet.
La topología transmisión de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, ese host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host y el proceso se vuelve a repetir. Dos ejemplos de redes que utilizan la transmisión de tokens son Token Ring y la Interfaz de datos distribuida por fibra (FDDI). Arcnet es una variación de Token Ring y FDDI. Arcnet es la transmisión de tokens en una topología de bus.
Tipos
La oferta de redes de área local es muy amplia, existiendo soluciones casi para
cualquier circunstancia. Podemos seleccionar el tipo de cable, la topología e incluso
el tipo de transmisión que más se adapte a nuestras necesidades. Sin embargo, de
toda esta oferta las soluciones más extendidas son tres: Ethernet, Token Ring y
Arcnet.
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Comparativa de los tipos de redes
Para elegir el tipo de red que más se adapte a nuestras pretensiones, tenemos que
tener en cuenta distintos factores, como son el número de estaciones, distancia
máxima entre ellas, dificultad del cableado, necesidades de velocidad de respuesta
o de enviar otras informaciones aparte de los datos de la red y, como no, el coste.
Como referencia para los parámetros anteriores, podemos realizar una comparación
de los tres tipos de redes comentados anteriormente. Para ello, supongamos que el
tipo Ethernet y Arcnet se instalan con cable coaxial y Token Ring con par trenzado
apantallado. En cuanto a las facilidades de instalación, Arcnet resulta ser la más
fácil de instalar debido a su topología. Ethernet y Token Ring necesitan de mayor
reflexión antes de proceder con su implementación.
En cuanto a la velocidad, Ethernet es la más rápida, 10/100/1000 Mb/s, Arcnet
funciona a 2,5 Mb/s y Token Ring a 4 Mb/s. Actualmente existe una versión de
Token Ring a 16 Mb/s, pero necesita un tipo de cableado más caro.
En cuanto al precio, Arcnet es la que ofrece un menor coste; por un lado porque las
tarjetas que se instalan en los PC para este tipo de redes son más baratas, y por
otro, porque el cableado es más asequible. Token Ring resulta ser la que tiene un
precio más elevado, porque, aunque las placas de los PC son más baratas que las
de la red Ethernet, sin embargo su cableado resulta ser caro, entre otras cosas
porque se precisa de una MAU por cada grupo de ocho usuarios.
1.2.5 Clasificación de las redes
Una red personal de área (PAN)
Una red personal del área (PAN) es una red de computadoraes usada para la
comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las
ayudantes digitales personales) cerca de una persona. Los dispositivos pueden o no
pueden pertenecer a la persona en cuestión. El alcance de una PAN es típicamente
algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los
dispositivos personales de ellos mismos (comunicación del intrapersonal), o para
conectar con una red de alto nivel y el Internet (un up link). Las redes personales
del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como
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USB y FireWire. Una red personal sin hilos del área (WPAN) se puede también hacer
posible con tecnologías de red tales como IrDA y Bluetooth.
Red de área local (LAN)
Una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto,
un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman
una sola red de la localización. Nota: Para los propósitos administrativos, LANs
grande se divide generalmente en segmentos lógicos más pequeños llamados los
Workgroups. Un Workgroups es un grupo de las computadoras que comparten un
sistema común de recursos dentro de un LAN.
Práctica de laboratorio
En esta práctica de laboratorio, usted desarrollará una red muy simple. En esta red se
presentarán muchas de los cuestiones que aparecerían en el desarrollo de una red más
grande, o incluso de toda una internetwork.
Red del área del campus (CAN)
Se limita una red que conecta dos o más LANs pero que (posiblemente) a un área
geográfica privada específica tal como un campus de la universidad, un complejo
industrial, o una base militar Nota: La CAN se limita, generalmente, a un área que
sea más pequeña que una red del área metropolitana.
Red de área Metropolitana (MAN)
Una red que conecta las redes de un área dos o más locales juntos pero no
extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana.
Las rebajadoras múltiples, los interruptores y los cubos están conectados para crear
a una MAN.
Redes de área amplia (WAN)
Una WAN es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica
relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión
proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono.
Las tecnologías WAN funcionan generalmente en las tres capas más bajas del
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Modelo de referencia OSI: la capa física, la capa de transmisión de datos, y la capa
de red.
Tipos de WAN
Centralizado: Un WAN centralizado consiste en una computadora central que esté conectada con las terminales nodos y/o otros tipos de dispositivos del Terminal.
Distribuido: Un WAN distribuido consiste en dos o más computadoras en diversas localizaciones y puede también incluir conexiones a los terminales nodos y a otros tipos de dispositivos del Terminal.
Red interna
Dos o más redes o segmentos de la red conectados con los dispositivos que
funcionan en la capa 3 (la capa de la “red”) del modelo de la referencia básica de la
OSI, tal como una rebajadora. Nota: Cualquier interconexión entre las redes del
público, privadas, comerciales, industriales, o gubernamentales se puede también
definir como red interna.
Estas redes pueden comunicarse al exterior utilizando NAT.
Internet
Una red interna específica, consiste en una interconexión mundial de las redes
gubernamentales, académicas, públicas, y privadas basadas sobre el Advanced
Research Projects Agency Network (ARPANET) desarrollado por ARPA del
departamento de los EE.UU. de la defensa también a casa al World Wide Web
(WWW) y designado el “Internet” con un capital “I” para distinguirlo de otros
internetworks genéricos
Intranet
Una red o una red interna que se limitan en alcance a una sola organización o
entidad y que utilicen el TCP/ip Protocol Suite, el HTTP, el ftp, y los otros protocolos
y software de red de uso general en el Internet. Nota: Intranets se puede también
categorizar como el LAN, CAN, MAN, WAN, o el otro tipo de red.
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Extranet
Una red o una red interna que se limitan en alcance a una sola organización o
entidad pero que también han limitado conexiones a las redes de una o más
generalmente, pero no necesariamente, organizaciones confiadas o entidades (e.g.,
los clientes de una compañía pueden tener acceso proporcionado a una cierta parte
de su Intranet thusly que crea un extranet mientras que al mismo tiempo los
clientes pueden no ser considerados “confiados en” de un punto de vista de la
seguridad). Nota: Técnico, un extranet se puede también categorizar como CAN,
MAN, WAN, u otro tipo de red, aunque, por la definición, un extranet no puede
consistir en un solo LAN, porque un extranet debe tener por lo menos una conexión
con una red exterior. Intranets y los extranets pueden o no pueden tener
conexiones al Internet. Si está conectado con el Internet, el Intranet o el extranet
se protege normalmente contra ser alcanzado del Internet sin la autorización
apropiada. El Internet en sí mismo no se considera ser una parte del Intranet o del
extranet, aunque el Internet puede servir como portal para el acceso a las
porciones de un extranet.
Clasificación de las redes de computadoras
Por capa de red
Las redes de computadoras se pueden clasificar según la capa de red en la cual
funcionan según algunos modelos de la referencia básica que se consideren ser
estándares en la industria tal como el modelo OSI de siete capas y el modelo del
TCP/IP de cinco capas.
Por la escala
Las redes de computadoras se pueden clasificar según la escala o el grado del
alcance de la red, por ejemplo como red personal del área (PAN), la red de área
local (LAN), red del área del campus (CAN), red de área metropolitana (MAN), o la
red de área amplia (WAN).
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Por método de la conexión
Las redes de computadoras se pueden clasificar según la tecnología que se utiliza
para conectar los dispositivos individuales en la red tal como HomePNA, línea
comunicación, Ethernet, o LAN sin hilos de energía.
Por la relación funcional
Las redes de computadoras se pueden clasificar según las relaciones funcionales
que existen entre los elementos de la red, servidor activo por ejemplo del
establecimiento de una red, de cliente y arquitecturas del Par-a-par (workgroup).
También, las redes de computadoras son utilizadas para enviar datos a partir del
uno a otro por el hardrive.
Por topología de la red
Las redes de computadoras se pueden clasificar según la topología de la red sobre
la cual la red se basa, por ejemplo red de bus, red de estrella, red del anillo, red del
acoplamiento, red del Estrella-bus, árbol o red jerárquica de la topología, el etc. La
topología se puede arreglar en un Argumento geométrico.
Por los servicios proporcionados
Las redes de computadoras se pueden clasificar según los servicios que
proporcionan, por ejemplo redes del almacén, granjas del servidor, redes del
control de proceso, red de valor añadido, red sin hilos de la comunidad, etc.
Por protocolo
Las redes de computadoras se pueden clasificar según el protocolo de
comunicaciones que se está utilizando en la red. Ver los artículos sobre la lista de
los apilados del protocolo de red y la lista de los protocolos de red para más
información.
1.3 Organismos de estandarización de redes y sus protocolos de
interés
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Durante las últimas dos décadas ha habido un enorme crecimiento en la cantidad y
tamaño de las redes. Muchas de ellas sin embargo, se desarrollaron utilizando
implementaciones de hardware y software diferentes. Como resultado, muchas de
las redes eran incompatibles y se volvió muy difícil para las redes que utilizaban
especificaciones distintas poder comunicarse entre sí. Para solucionar este
problema, la Organización Internacional para la Normalización (ISO) realizó varias
investigaciones acerca de los esquemas de red. La ISO reconoció que era necesario
crear un modelo de red que pudiera ayudar a los diseñadores de red a implementar
redes que pudieran comunicarse y trabajar en conjunto (interoperabilidad) y por
lo tanto, elaboraron el modelo de referencia OSI en 1984.
1.3.1 ISO
La Organización Internacional para la Estandarización o International
Organization for Standardization (ISO), que nace después de la segunda guerra
mundial (fue creada en 1946), es el organismo encargado de promover el
desarrollo de normas internacionales de fabricación, comercio y
comunicación para todas las ramas industriales a excepción de la eléctrica
y la electrónica. Su función principal es la de buscar la estandarización de
normas de productos y seguridad para las empresas u organizaciones a nivel
internacional. La ISO es una red de los institutos de normas nacionales de 146
países, sobre la base de un miembro por el país, con una Secretaría Central en
Ginebra, Suiza, que coordina el sistema. La Organización Internacional de
Normalización (ISO), con base en Ginebra, Suiza, está compuesta por delegaciones
gubernamentales y no gubernamentales subdivididos en una serie de subcomités
encargados de desarrollar las guías que contribuirán al mejoramiento ambiental.
Las normas desarrolladas por ISO son voluntarias, comprendiendo que ISO es un
organismo no gubernamental y no depende de ningún otro organismo
internacional, por lo tanto, no tiene autoridad para imponer sus normas a ningún
país.
Es una organización internacional no gubernamental, compuesta por representantes
de los organismos de normalización (ON's) nacionales, que produce normas
internacionales industriales y comerciales. Dichas normas se conocen como normas
ISO y su finalidad es la coordinación de las normas nacionales, en consonancia con
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el Acta Final de la Organización Mundial del Comercio, con el propósito de facilitar el
comercio, facilitar el intercambio de información y contribuir con unos estándares
comunes para el desarrollo y transferencia de tecnologías.
1.3.2 IEEE
IEEE corresponde a las siglas de The Institute of Electrical and Electronics
Engineers, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, una asociación
técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la
mayor asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de las
nuevas tecnologías, como ingenieros eléctricos, ingenieros en electrónica,
científicos de la computación e ingenieros en telecomunicación....
Su creación se remonta al año 1884, contando entre sus fundadores a
personalidades de la talla de Thomas Alva Edison, Alexander Graham Bell y Franklin
Leonard Pope. En 1963 adoptó el nombre de IEEE al fusionarse asociaciones como
el AIEE (American Institute of Electrical Engineers) y el IRE (Institute of Radio
Engineers).
A través de sus miembros, más de 360.000 voluntarios en 175 países, el IEEE es
una autoridad líder y de máximo prestigio en las áreas técnicas derivadas de la
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eléctrica original: desde ingeniería computacional, tecnologías biomédica y
aeroespacial, hasta las áreas de energía eléctrica, control, telecomunicaciones y
electrónica de consumo, entre otras.
Según el mismo IEEE, su trabajo es promover la creatividad, el desarrollo y la
integración, compartir y aplicar los avances en las tecnologías de la información,
electrónica y ciencias en general para beneficio de la humanidad y de los mismos
profesionales. Algunos de sus estándares son:
VHDL
POSIX
IEEE 1394
IEEE 488
IEEE 802
IEEE 802.11
IEEE 754
IEEE 830
Mediante sus actividades de publicación técnica, conferencias y estándares basados
en consenso, el IEEE produce más del 30% de la literatura publicada en el mundo
sobre ingeniería eléctrica, en computación, telecomunicaciones y tecnología de
control, organiza más de 350 grandes conferencias al año en todo el mundo, y
posee cerca de 900 estándares activos, con otros 700 más bajo desarrollo.
1.3.3 IETF
El IETF (Internet Engineering Task Force, en castellano Grupo de Trabajo en
Ingeniería de Internet) es una organización internacional abierta de normalización,
que tiene como objetivos el contribuir a la ingeniería de Internet, actuando en
diversas áreas, tales como transporte, encaminamiento, seguridad. Fue creada
en EE.UU. en 1986.
Es una institución formada básicamente por técnicos en Internet e informática.