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Tipos de redes




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    Tipos de
    redes
      

    1. Que es red?
    2. Tipos de redes
    3. Topologías
    4. Protocolos
    5. Modelo OSI
    6. Fuentes
      consultadas
       

    INTRODUCCIÓN

      Este trabajo es una guía
    básica acerca de los conceptos fundamentales de las
    redes
    computacionales; Así como a su vez, es un ayuda para
    aquellas personas que desean reforzar sus conocimientos acerca de
    este tema.

    QUE ES RED?

     Existen varias definiciones acerca de que es
    una red, algunas
    de las cuales son:

    TIPOS DE
    REDES

     Existen varios tipos de
    redes,  los cuales se clasifican de acuerdo a su
    tamaño y distribución lógica.

     Clasificación segun su
    tamaño

     Las redes PAN (red de administración personal) son
    redes pequeñas, las cuales están conformadas por no
    más de 8 equipos, por ejemplo: café
    Internet.

     CAN: Campus Area Network, Red de Area
    Campus
    . Una CAN es una colección de LANs
    dispersadas geográficamente dentro de un campus
    (universitario, oficinas de gobierno,
    maquilas o industrias)
    pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada
    en kilometros. Una CAN utiliza comúnmente
    tecnologías tales como FDDI y Gigabit Ethernet para
    conectividad a través de medios de
    comunicación tales como fibra
    óptica y espectro disperso.

     Las redes LAN (Local Area Network, redes
    de área local) son las redes que todos conocemos, es
    decir, aquellas que se utilizan en nuestra empresa. Son
    redes pequeñas, entendiendo como pequeñas las redes
    de una oficina, de un
    edificio. Debido a sus limitadas dimensiones, son redes muy
    rápidas en las cuales cada estación se puede
    comunicar con el resto. Están restringidas en
    tamaño, lo cual significa que el tiempo de
    transmisión, en el peor de los casos, se conoce.
    Además, simplifica la
    administración de la red.
    Suelen emplear tecnología de
    difusión mediante un cable sencillo (coaxial o UTP) al que
    están conectadas todas las máquinas.
    Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.

     Características preponderantes:

    • Los canales son propios de los usuarios o empresas.
    • Los enlaces son líneas de alta velocidad.
    • Las estaciones están cercas entre sí.
    • Incrementan la eficiencia y
      productividad de los trabajos de oficinas al
      poder
      compartir información.
    • Las tasas de error son menores que en las redes
      WAN
      .
    • La arquitectura
      permite compartir recursos.

     LANs mucha veces usa una tecnología de
    transmisión, dada por un simple cable, donde todas las
    computadoras
    están conectadas. Existen varias topologías posibles en la
    comunicación sobre LANs, las cuales se verán
    mas adelante.

     Las redes WAN (Wide Area Network,
    redes de área extensa) son redes punto a punto que
    interconectan países y continentes. Al tener que recorrer
    una gran distancia sus velocidades son menores que en las
    LAN aunque son
    capaces de transportar una mayor cantidad de datos. El alcance
    es una gran área geográfica, como por ejemplo: una
    ciudad o un continente. Está formada por una vasta
    cantidad de computadoras
    interconectadas (llamadas hosts), por medio de subredes de
    comunicación o subredes pequeñas,
    con el fin de ejecutar aplicaciones, programas,
    etc.

     Una red de área
    extensa WAN es un sistema de
    interconexión de equipos informáticos
    geográficamente dispersos, incluso en continentes
    distintos. Las líneas utilizadas para realizar esta
    interconexión suelen ser parte de las redes
    públicas de transmisión de datos.

    Las redes LAN
    comúnmente, se conectan a redes WAN, con el objetivo de
    tener acceso a mejores servicios,
    como por ejemplo a Internet. Las redes WAN son
    mucho más complejas, porque deben enrutar correctamente
    toda la información proveniente de las redes conectadas a
    ésta.

     Una subred está formada por dos
    componentes:

     Líneas de transmisión:
    quienes son las encargadas de llevar los bits entre los
    hosts.

    Elementos interruptores (routers): son
    computadoras especializadas usadas por dos o más
    líneas de transmisión. Para que un paquete llegue
    de un router a otro,
    generalmente debe pasar por routers intermedios, cada uno de
    estos lo recibe por una línea de entrada, lo almacena y
    cuando una línea de salida está libre, lo
    retransmite.

     INTERNET WORKS: Es una colección de
    redes interconectadas, cada una de ellas puede estar desallorrada
    sobre diferentes software y hardware. Una forma
    típica de Internet Works es un grupo de
    redes
    LANs
    conectadas con
    WANs
    . Si una subred le sumamos los host
    obtenemos una red.

    El conjunto de redes mundiales es lo que conocemos
    como
    Internet
    .

     Las redes MAN (Metropolitan Area
    Network,
    redes de área metropolitana) , comprenden una
    ubicación geográfica determinada "ciudad,
    municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 Kmts. Son
    redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es
    independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. Es
    básicamente una gran versión de LAN y usa una
    tecnología similar. Puede cubrir un grupo de
    oficinas de una misma corporación o ciudad, esta puede ser
    pública o privada. El mecanismo para la resolución
    de conflictos en
    la transmisión de datos que usan las MANs, es

    DQDB
    .

     DQDB consiste en dos buses unidireccionales, en los
    cuales todas las estaciones están conectadas, cada
    bus tiene una
    cabecera y un fin. Cuando una computadora
    quiere transmitir a otra, si esta está ubicada a la
    izquierda usa el bus de arriba, caso
    contrario el de abajo.

     Redes Punto a Punto. En una red punto a punto
    cada computadora
    puede actuar como cliente y como
    servidor. Las
    redes punto a punto hacen que el compartir datos y periféricos sea fácil para un
    pequeño grupo de gente. En una ambiente punto
    a punto, la seguridad es
    difícil, porque la
    administración no está centralizada.

     Redes Basadas en servidor. Las
    redes basadas en servidor son mejores para compartir gran
    cantidad de recursos y datos. Un administrador
    supervisa la operación de la red, y vela que la seguridad sea
    mantenida. Este tipo de red puede tener uno o mas servidores,
    dependiendo del volumen de
    tráfico, número de periféricos etc. Por ejemplo, puede haber
    un servidor de impresión, un servidor de comunicaciones, y un servidor de base de datos,
    todos en una misma red.

     Clasificación
    según su distribución lógica

     Todos los ordenadores tienen un lado cliente y otro
    servidor: una máquina puede ser servidora de un
    determinado servicio pero
    cliente de otro servicio.

     Servidor. Máquina que ofrece
    información o servicios al
    resto de los puestos de la red. La clase de información o
    servicios que ofrezca determina el tipo de servidor que es:
    servidor de impresión, de archivos, de
    páginas
    web, de correo, de usuarios, de IRC (charlas en Internet), de
    base de
    datos…

     Cliente. Máquina que accede a la
    información de los servidores o
    utiliza sus servicios. Ejemplos: Cada vez que estamos viendo una
    página
    web (almacenada en un servidor remoto) nos estamos
    comportando como clientes.
    También seremos clientes si
    utilizamos el servicio de impresión de un ordenador remoto
    en la red (el servidor que tiene la impresora
    conectada).

     Todas estas redes deben de cumplir con las siguientes
    características:

    • Confiabilidad "transportar datos".
    • Transportabilidad "dispositivos".
    • Gran procesamiento de información.

     y de acuerdo estas, tienen diferentes usos,
    dependiendo de la necesidad del usuario, como son:

    • Compañías – centralizar datos.
    • Compartir recursos "periféricos, archivos,
      etc".
    • Confiabilidad "transporte
      de datos".
    • aumentar la disponibilidad de la
      información.
    • Comunicación entre personal de las
      mismas áreas.
    • Ahorro de dinero.
    • Home Banking.
    • Aportes a la investigación "vídeo demanda,line
      T.V,Game Interactive".   

    TOPOLOGIAS

     Bus: esta topología permite que todas las estaciones
    reciban la información que se transmite, una
    estación trasmite y todas las restantes
    escuchan.

     Ventajas: La topologia Bus
    requiere de menor cantidad de cables para una mayor topologia;
    otra de las ventajas de esta topologia es que una falla en una
    estación en particular no incapacitara el resto de la
    red.

     Desventajas: al existir un solo canal de comunicación entre las estaciones de la
    red, si falla el canal o una estación, las restantes
    quedan incomunicadas. Algunos fabricantes resuelven este problema
    poniendo un bus pararelo alternativo, para casos de fallos o
    usando algoritmos
    para aislar las componentes defectuosas.

     Existen dos mecanismos para la resolución de
    conflictos en
    la transmisión de datos:

    CSMA/CD: son
    redes con escucha de colisiones. Todas las estaciones son
    consideradas igual, por ello compiten por el uso del canal, cada
    vez que una de ellas desea transmitir debe escuchar el canal, si
    alguien está transmitiendo espera a que termine, caso
    contrario transmite y se queda escuchando posibles colisiones, en
    este último espera un intervalo de tiempo y
    reintenta nuevamente.

     Token Bus: Se usa un token (una trama de datos)
    que pasa de estación en estación en forma
    cíclica, es decir forma un anillo lógico. Cuando
    una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo
    del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado
    y luego pasa el token a otra estación, previamente
    designada. Las otras estaciones no pueden transmitir sin el
    token, sólo pueden escuchar y esperar su turno. Esto
    soluciona el problema de colisiones que tiene el mecanismo
    anterior.

     Redes en Estrella

    Es otra de las tres principales topologías. La red se une en un
    único punto, normalmente con control
    centralizado, como un concentrador de cableado.

     Redes Bus en Estrella

    Esta topología se utiliza con el fin de
    facilitar la administración de la red. En este caso la
    red es un bus que se cablea físicamente como una estrella
    por medio de concentradores.

    Redes en Estrella Jerárquica

    Esta estructura de
    cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales
    actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para
    formar una red jerárquica.

    Redes en Anillo

    Es una de las tres principales topologías. Las
    estaciones están unidas una con otra formando un
    círculo por medio de un cable común. Las
    señales circulan en un solo sentido alrededor del
    círculo, regenerándose en cada nodo.

     Ventajas: los cuellos de botellas son muy pocos
    frecuentes

    Desventajas: al existir un solo canal de
    comunicación entre las estaciones de la red, si falla el
    canal o una estación, las restantes quedan incomunicadas.
    Algunos fabricantes resuelven este problema poniendo un canal
    alternativo para casos de fallos, si uno de los canales es viable
    la red está activa, o usando algoritmos
    para aislar las componentes defectuosas. Es muy compleja su
    administración, ya que hay que definir una estación
    para que controle el token.

     Existe un mecanismo para la resolución de
    conflictos en la transmisión de datos:

     Token Ring: La estación se conecta al
    anillo por una unidad de interfaz (RIU), cada RIU es responsable
    de controlar el paso de los datos por ella, así como de
    regenerar la transmisión y pasarla a la estación
    siguiente. Si la dirección de cabecera de una determinada
    transmisión indica que los datos son para una
    estación en concreto, la
    unidad de interfaz los copia y pasa la información a la
    estación de trabajo conectada a la misma.

    Se usa en redes de área local con o sin prioridad, el
    token pasa de estación en estación en forma
    cíclica, inicialmente en estado
    desocupado. Cada estación cuando tiene el token (en este
    momento la estación controla el anillo),  si quiere
    transmitir cambia su estado a
    ocupado, agregando los datos atrás y lo pone en la red,
    caso contrario pasa el token a la estación siguiente.
    Cuando el token pasa de nuevo por la estación que
    transmitió, saca los datos, lo pone en desocupado y lo
    regresa a la red.  

    PROTOCOLOS

     Características

     Un protocolo es el
    conjunto de normas para
    comunicarse dos o más entidades ( objetos que se
    intercambian información ) . Los elementos que definen un
    protocolo son
    :

    • Sintaxis : formato , codificación y niveles de
      señal de datos .
    • Semántica : información de control y
      gestión de errores .
    • Temporización : coordinación entre la velocidad y
      orden secuencial de las señales .

     Las características más importantes de un
    protocolo son :

    • Directo/indirecto : los enlaces punto a punto son directos
      pero los enlaces entre dos entidades en diferentes redes son
      indirectos ya que intervienen elementos intermedios .
    • Monolítico/estructurado : monolítico es aquel
      en que el emisor tiene el control en una sola capa de todo el
      proceso de
      transferencia . En protocolos
      estructurados , hay varias capas que se coordinan y que dividen
      la tarea de comunicación .
    • Simétrico/asimétrico : los simétricos
      son aquellos en que las dos entidades que se comunican son
      semejantes en cuanto a poder tanto
      emisores como consumidores de información . Un protocolo
      es asimétrico si una de las entidades tiene funciones
      diferentes de la otra ( por ejemplo en clientes y servidores )
      .

     Funciones

     1.   Segmentación y ensamblado
    :generalmente es necesario dividir los bloques de datos en
    unidades pequeñas e iguales en tamaño , y este
    proceso se le
    llama segmentación . El bloque básico de
    segmento en una cierta capa de un protocolo se le llama PDU (
    Unidad de datos de protocolo ) . La necesidad de la
    utilización de bloque es por :

    La red sólo admite la transmisión de bloques de
    un cierto tamaño .

    El control de errores es más eficiente para bloques
    pequeños .

    Para evitar monopolización de la red para una entidad ,
    se emplean bloques pequeños y así una
    compartición de la red .

    Con bloques pequeños las necesidades de almacenamiento
    temporal son menores .

    Hay ciertas desventajas en la utilización de segmentos
    :

    La información de control necesaria en cada bloque
    disminuye la eficiencia en la
    transmisión .

    Los receptores pueden necesitar interrupciones para recibir
    cada bloque , con lo que en bloques pequeños habrá
    más interrupciones .

    Cuantas más PDU , más tiempo de procesamiento
    .

     2.   Encapsulado : se trata del proceso
    de adherir información de control al segmento de datos .
    Esta información de control es el direccionamiento del
    emisor/receptor , código
    de detección de errores y control de protocolo .

     3.   Control de conexión : hay
    bloques de datos sólo de control y otros de datos y
    control . Cuando se utilizan datagramas , todos los bloques
    incluyen control y datos ya que cada PDU se trata como
    independiente . En circuitos
    virtuales hay bloques de control que son los encargados de
    establecer la conexión del circuito virtual . Hay protocolos
    más sencillos y otros más complejos , por lo que
    los protocolos de los emisores y receptores deben de ser
    compatibles al menos .Además de la fase de establecimiento
    de conexión ( en circuitos
    virtuales ) está la fase de transferencia y la de corte de
    conexión . Si se utilizan circuitos virtuales habrá
    que numerar los PDU y llevar un control en el emisor y en el
    receptor de los números .

     4.   Entrega ordenada : el envío
    de PDU puede acarrear el problema de que si hay varios caminos
    posibles , lleguen al receptor PDU desordenados o repetidos , por
    lo que el receptor debe de tener un mecanismo para reordenar los
    PDU . Hay sistemas que
    tienen un mecanismo de numeración con módulo
    algún número ; esto hace que el módulo sean
    lo suficientemente alto como para que sea imposible que haya dos
    segmentos en la red al mismo tiempo y con el mismo número
    .

     5.   Control de flujo : hay controles
    de flujo de parada y espera o de ventana deslizante . El control
    de flujo es necesario en varios protocolos o capas , ya que el
    problema de saturación del receptor se puede producir en
    cualquier capa del protocolo .

    6.   Control de errores : generalmente se
    utiliza un temporizador para retransmitir una trama una vez que
    no se ha recibido confirmación después de expirar
    el tiempo del temporizador . Cada capa de protocolo debe de tener
    su propio control de errores .

     7.   Direccionamiento : cada
    estación o dispositivo intermedio de almacenamiento
    debe tener una dirección única . A su vez , en cada
    terminal o sistema final
    puede haber varios agentes o programas que
    utilizan la red , por lo que cada uno de ellos tiene asociado un
    puerto .

    Además de estas direcciones globales , cada
    estación o terminal de una subred debe de tener una
    dirección de subred ( generalmente en el nivel MAC ) .

    Hay ocasiones en las que se usa un identificador de
    conexión ; esto se hace así cuando dos estaciones
    establecen un circuito virtual y a esa conexión la
    numeran  ( con un identificador de conexión conocido
    por ambas ) . La utilización de este identificador
    simplifica los mecanismos de envío de datos ya que por
    ejemplo es más sencillo que el direccionamiento global
    .

    Algunas veces se hace necesario que un emisor emita hacia
    varias entidades a la vez y para eso se les asigna un
    direccionamiento similar a todas .

     8.   Multiplexación : es posible
    multiplexar las conexiones de una capa hacia otra , es decir que
    de una única conexión de una capa superior , se
    pueden establecer varias conexiones en una capa inferior ( y al
    revés ) .

     9.   Servicios de transmisión :
    los servicios que puede prestar un protocolo son :

    Prioridad : hay mensajes ( los de control ) que deben tener
    prioridad respecto a otros .

    Grado de servicio : hay datos que deben de retardarse y otros
    acelerarse ( vídeo ) .

    Seguridad .

     Protocolo CSMA/CD.

    Carrier Sense Mutiple Acces with Collision Detection. En este
    tipo de red cada estación se encuentra conectada bajo un
    mismo bus de datos, es decir las computadoras se conectan en la
    misma línea de comunicación (cablado), y por esta
    transmiten los paquetes de información hacia el servidor
    y/o los otros nodos. Cada estacion se encuentra monitoriando
    constantemente la línea de comunicación con el
    objeto de transmitir o resibir sus mensajes.

     Estándares para redes de la IEEE.

     - IEEE 802.1

    Estándar que especifica la relación de los
    estándares IEEE y su interacción con los modelos
    OSI de la
    ISO,
    así como las cuestiones de interconectividad y
    administración de redes.

     - IEEE 802.2

    Control lógico de enlace (LLC), que ofrece servicios de
    "conexión lógica"
    a nivel de capa 2.

     - IEEE 802.3

    El comité de la IEEE 802. 3 definió un
    estándar el cual incluye el formato del paquete de datos
    para EtherNet, el
    cableado a usar y el máximo de distancia alcanzable para
    este tipo de redes. Describe una LAN usando una topologia de bus,
    con un metodo de acceso al medio llamado CSMA/CD y un cableado
    coaxial de banda base de 50 ohms capaz de manejar datos a una
    velocidad de 10 Mbs.

     - IEEE 802.3 10Base5.

    El estándar para bus IEEE 802.3 originalmente fue
    desarrollado para cable coaxial
    de banda base tipo Thick como muna norma para EtherNet,
    especificación a la cual se hace referencia como 10Base5 y
    describe un bus de red de compuesto por un cable coaxial
    de banda base de tipo thick el cual puede transmitir datos a una
    velocidad de 10Mbs. sobre un máximo de 500 mts.

     - IEEE 802.3 10Base2.

    Este estándar describe un bus de red el cual puede
    transmitir datosa una velocidad de 10 Mbs sobre un cable coaxial
    de banda base del tipo Thin en una distancia máxima de 200
    mts.

     - IEEE 802.3 STARLAN.

    El comité IEEE 802 desarrllo este estándar para
    una red con protocolo CSMA el cual hace uso de una
    topología de estrella agrupada en la cual las estrellas se
    enlazan con otra. También se le conoce con la
    especificación 10Base5 y describe un red la cual puede
    transmitir datos a una velocidad de 1 Mbs hasta una distancia de
    500 mts. usando un cableado de dos pares trenzados calibres
    24.

     - IEEE 802.3 10BaseT.

    Este estándar describe un bus lógico 802.3
    CSMA/CD sobre un cableado de 4 pares trenzados el cual esta
    configurado físicamente como una estrella distribuida,
    capas de transmitir datos a 10 Mbs en un máximo de
    distancia de 100 mts.

     - IEEE 802.4

    Define una red de topología usando el método de
    acceso al medio de Token Paassing.

     - IEEE 802.5 Token Ring.

    Este estándar define una red con topología de
    anillo la cual usa token (paquete de datos) para transmitir
    información a otra. En una estación de trabajo la
    cual envía un mensaje lo sitúa dentro de un token y
    lo direcciona especificamente a un destino, la estacion destino
    copia el mensaje y lo envía a un token de regreso a la
    estación origen la cual remueve el mensaje y pasa el token
    a la siguiente estación.

     - IEEE 802.6

    Red de área metropolitana (MAN), basada en la topologia
    popuesta por la University of Western Australia, conocida como
    DQDB (Distribuited Queue Dual Bus) DQDB utiliza un bus dual de
    fibra óptica
    como medio de transmisión. Ambos buses son
    unidireccionales, y en contra-sentido. Con esta tecnologia el
    ancho de banda es distribuido entre los usuarios , de acuerdo a
    la demanda que
    existe, en proceso conocido como "inserción de ranuras
    temporales". Puesto que puede llevar transmisión de datos
    síncronicos y asíncronicos, soporta aplicaciones de
    video, voz y
    datos. IEEE 802.6 con su DQDB, es la alternativa de la IEEE para
    ISDN.

     - IEEE 802.12

    Se prevé la posibilidad de que el Fast EtherNet,
    adémdum de 802.3, se convierta en el IEEE
    802.12.  

    MODELO OSI

     Definición

     Modelo abierto para arquitecturas funcionales de
    red, periféricos , archivos a compartir , utilidad de
    red.El sistema de comunicaciones
    del modelo OSI
    estructura el
    proceso en varias capas que interaccionan entre sí . Un
    capa proporciona servicios a la capa superior siguiente y toma
    los servicios que le presta la siguiente capa inferior .De esta
    manera , el problema se divide en subproblemas más
    pequeños y por tanto más manejables .

    Para comunicarse dos sistemas , ambos
    tienen el mismo modelo de
    capas . La capa más alta del sistema emisor se comunica
    con la capa más alta del sistema receptor , pero esta
    comunicación se realiza vía capas inferiores de
    cada sistema .La única comunicación directa entre
    capas de ambos sistemas es en la capa inferior ( capa física ) .

    Los datos parten del emisor y cada capa le adjunta datos de
    control hasta que llegan a la capa física . En esta capa
    son pasados a la red y recibidos por la capa física del
    receptor . Luego irán siendo captados los datos de control
    de cada capa y pasados a una capa superior . Al final , los datos
    llegan limpios a la capa superior .

    Cada capa tiene la facultad de poder trocear los datos que le
    llegan en trozos más pequeños para su propio manejo
    . Luego serán reensamblados en la capa paritaria de la
    estación de destino .

     Características

          1.  Arquitectura:

    • Conocimiento del trafico.
    • Trama – división de la información.
    • Paquete – todos los datos a ser enviados.
    • Segmento – Conjunto de trama.

          2.  Medio de
    Transmisión:

    • Nic – red
    • Asociación -router,bridge,gateway.
    • Tecnología – red "lan, wan,man".

          3. 
    Topología:

    • Distancia.
    • Distribución.
    • Enrutamiento

          4.  Capacidad mucha de
    banda:

    • Proceso estocastico.
    • Probabilidad de llegada.
    • Distribución "binomial- normal ".

     Primitivas de servicio y parámetros

    Las capas inferiores suministran a las superiores una serie de
    funciones o
    primitivas y una serie de parámetros .La
    implementación concreta de estas funciones está
    oculta para la capa superior ., ésta sólo puede
    utilizar las funciones y los parámetros para comunicarse
    con la capa inferior( paso de datos y control).

     Fuentes
    consultadas:

     http://www.eveliux.com/fundatel/menu_telecom.html

     http://www.linti.unlp.edu.ar/trabajos

      

    Enviado por:

    Fabiola Sánchez Aguilar

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