- Funciones de los equipos de una
red - Tipos de
redes - Sistemas operativos de
red - Alcance de las
redes - Componentes básicos de
conectividad - Dispositivos de
comunicación inalámbricos - Topologías de
red - Tecnologías de
redes - Ampliación de una
red - Bibliografía
La interconexión de equipos en redes proporciona beneficios
en las siguientes áreas: compartición de información, compartición de
hardware y
software, y
soporte administrativo. Estos beneficios ayudan a incrementar la
productividad.
• Compartición de
información
La capacidad de compartir información y datos
rápida y económicamente es uno de los beneficios
más habituales de las redes. El correo
electrónico y la agenda basados en red son algunas de las
actividades por las que las organizaciones
utilizan actualmente las redes.
• Compartición de hardware y
software
Antes de la llegada de las redes, los usuarios de
estaciones de trabajo
necesitaban tener sus propias impresoras y
otros periféricos, lo que constituía un
factor caro para las grandes empresas. La
revolución
de las redes redujo drásticamente estos costes haciendo
posible que varios usuarios compartieran hardware y software
simultáneamente.
• Administración y soporte
centralizados
Los equipos en red también simplifican las tareas
de administración y soporte. Desde una misma
ubicación, el administrador de
red puede realizar tareas administrativas en cualquier equipo de
la red. Además, es más eficaz para el personal
técnico ofrecer soporte sobre una versión de un
sistema operativo
o de una aplicación que tener que supervisar varios
sistemas y
configuraciones individuales y únicas.
FUNCIONES DE LOS
EQUIPOS DE UNA RED
Los equipos de una red funcionan como
clientes o como
servidores.
- Clientes
Los equipos cliente (por
ejemplo, los equipos de los usuarios) solicitan servicios o
datos en la red a equipos denominados servidores.
- Servidores
Los servidores son equipos que proporcionan servicios y
datos a los equipos cliente. Los servidores de una red realizan
diversas tareas complejas. Los servidores de redes grandes se han
especializado en alojar las crecientes necesidades de los
usuarios.
Estos son algunos ejemplos de los distintos tipos de
servidores en redes de gran tamaño:
- Servidores de archivos e
impresión
Los servidores de archivos e impresión
proporcionan recursos de
compartición de archivos e impresoras desde una
ubicación centralizada. Cuando un cliente envía una
solicitud de datos al servidor de
archivos e impresión, se descarga en el equipo que realiza
la petición toda la base de datos
o el archivo.
Por ejemplo, cuando abrimos una aplicación de
procesamiento de texto,
ésta se ejecuta en nuestro equipo y el documento
almacenado en el servidor de archivos e impresión se
descarga en la memoria de
nuestro equipo para que podamos editarlo o utilizarlo
localmente.
Cuando guardamos el documento de nuevo en el servidor,
cualquier otro usuario de la red que disponga del acceso o
permiso adecuado podrá ver el archivo. Es decir, los
servidores de archivos e impresión se utilizan para
almacenar y recuperar archivos y registros de
datos centralizados.
- Servidores de bases de datos
Los servidores de bases de datos
pueden almacenar grandes cantidades de datos en una
ubicación centralizada y ponerlos a disposición de
los usuarios, quienes no tienen la necesidad de descargar toda la
base de datos. La base de datos reside en el servidor y
sólo se descarga en el equipo cliente el resultado de la
solicitud.
Por ejemplo, podemos utilizar una aplicación
cliente que se ejecute localmente, como Microsoft
Access, para buscar los nombres de todos los empleados
nacidos en Noviembre en la base de datos de empleados. La base de
datos se almacena en un servidor de bases de datos, como Microsoft
SQL
Server™.
Cuando el servidor procesa nuestra consulta,
únicamente se descarga el resultado de la desde el
servidor hasta nuestro equipo local.
- Servidores de correo
Los servidores de correo funcionan igual que los
servidores de bases de datos en cuanto a que existen partes de la
aplicación en el servidor y partes en el cliente, con
datos que se descargan de forma selectiva desde el servidor hasta
el cliente. Los servidores de correo gestionan servicios de
correo electrónico para toda la red.
- Servidores de fax
Los servidores de fax gestionan
el tráfico entrante y saliente de faxes en la red y
comparten uno o más módems de fax. De este modo, el
servicio de
fax está disponible para cualquier usuario de la red sin
necesidad de instalar una máquina de fax en cada equipo
del usuario.
- Servidores de servicios de
directorio
Los servidores de servicios de directorio proporcionan
una ubicación centralizada para almacenar
información sobre la red, incluyendo la identidad de
los usuarios que acceden a ella y los nombres de los recursos
disponibles en la red. Esto permite administrar la seguridad de la
red de modo centralizado.
Un administrador puede definir un recurso, como una
impresora, y
el tipo de acceso a ese recurso por parte de los usuarios. Una
vez que el administrador ha definido el recurso, los usuarios
pueden localizarlo y utilizarlo, dependiendo del tipo de acceso
que tengan asignado.
Dependiendo de la configuración de los equipos en
una red y de su acceso a la información, las redes se
dividen en dos tipos: igual a igual y
cliente/servidor.
Las diferencias entre ambos tipos son importantes ya que
cada uno posee capacidades distintas.
Redes igual a igual
En una red igual a igual, no hay servidores dedicados ni
una jerarquía de equipos. Todos los equipos son iguales y
equipo funcionan como cliente y como servidor, y normalmente no
existe un administrador responsable del mantenimiento
de la red. La base de datos de usuarios local de cada equipo
proporciona la seguridad. El usuario de cada equipo determina
qué datos de dicho equipo se comparten en la
red.
Las redes igual a igual también se denominan
grupos de trabajo. El término grupo de
trabajo describe un pequeño grupo de individuos,
generalmente menos de 10, que trabajan juntos. Las redes entre
pares son una buena elección para entornos
donde:
• Existen hasta 10 usuarios.
• Los usuarios comparten recursos e impresoras,
pero no existe un servidor especializado.
• La seguridad centralizada no es un aspecto
importante.
• A medio plazo, no habrá un crecimiento
importante de la
organización ni de la red.
Redes cliente/servidor
A medida que la demanda de
recursos compartidos de una red crece, probablemente una red
entre pares ya no sea capaz de satisfacerla. Para cubrir esta
demanda y proporcionar funcionalidades adicionales, la
mayoría de redes tienen servidores dedicados. Un servidor
dedicado funciona únicamente como servidor, no como
cliente. La configuración de estos servidores está
optimizada para procesar las peticiones de clientes de la
red.
Las redes cliente/servidor se han convertido en los
modelos
estándares de redes.
A medida que las redes crecen en tamaño por el
número de equipos conectados y por la distancia física y
tráfico entre ellos, normalmente se necesita más de
un servidor. La distribución de las tareas de la red entre
varios servidores garantiza que cada tarea se realiza lo
más eficazmente posible. Además, si los servidores
realizan las tareas de la red, se reduce la carga de trabajo en
los equipos individuales.
Un sistema operativo
de red permite:
Permite a los equipos funcionar en red
Proporciona servicios básicos a los equipos de
una red
Coordina las actividades de los distintos
dispositivos
Proporciona a los clientes acceso a los recursos de la
red
Garantiza la seguridad de los datos y de los
dispositivos
Soporta mecanismos que permiten a las aplicaciones
comunicarse entre sí
Se integra con otros sistemas
operativos populares
El núcleo de una red es el sistema operativo de
red. Al igual que un equipo no puede funcionar sin un sistema
operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema
operativo de red. Todos los sistemas
operativos de red proporcionan servicios básicos a los
equipos de su red. Estos servicios incluyen:
• Coordinación de las actividades de los
distintos dispositivos de la red para garantizar que la
comunicación sucede cuando se necesita.
• Proporcionar a los clientes acceso a los recursos
de la red, incluyendo archivos y dispositivos
periféricos como impresoras o máquinas
de fax.
• Garantizar la seguridad de los datos y
dispositivos de la red mediante herramientas
de administración centralizada.
Características de los sistemas operativos de
red
Un sistema operativo de red debe soportar mecanismos que
permitan a las aplicaciones comunicarse entre sí: por
ejemplo, aplicaciones que permitan que múltiples equipos
trabajen conjuntamente en una misma tarea, como un cálculo
matemático.
Un sistema operativo de red también debe soportar
múltiples procesadores,
clusters de unidades de disco y aspectos de seguridad
sobre los datos. Finalmente, un sistema operativo de red debe ser
fiable y capaz de recuperarse rápidamente frente a un
error.
Dependiendo del fabricante del sistema operativo de red,
el software de red de un equipo de sobremesa puede
añadirse al propio sistema operativo del equipo o estar
integrado en él. El software del sistema operativo de red
está integrado en varios de los sistemas operativos
más populares, incluyendo Microsoft
Windows 2000, Windows NT,
Windows 98,
Windows 95 y
Apple Macintosh.
El alcance de una red hace referencia a su tamaño
geográfico. El tamaño de una red puede variar desde
unos pocos equipos en una oficina hasta
miles de equipos conectados a través de grandes
distancias.
El alcance de una red está determinado por el
tamaño de la organización o la distancia entre los
usuarios en la red. El alcance determina el diseño
de la red y los componentes físicos utilizados en su
construcción.
Existen dos tipos generales de alcance de una
red:
• Redes de área local
• Redes de área extensa
Red de área local
Una red de área local (LAN) conecta
equipos ubicados cerca unos de otros.
Por ejemplo, dos equipos conectados en una oficina o dos
edificios conectados mediante un cable de alta velocidad
pueden considerarse una LAN. Una red corporativa que incluya
varios edificios adyacentes también puede considerarse una
LAN.
Red de área extensa
Una red de área extensa (WAN) conecta varios
equipos que se encuentran a gran distancia entre
sí.
Por ejemplo, dos o más equipos conectados en
lugares opuestos del mundo pueden formar una WAN. Una WAN puede
estar formada por varias LANs interconectadas. Por ejemplo,
Internet es, de
hecho, una WAN.
COMPONENTES
BÁSICOS DE CONECTIVIDAD
Los componentes básicos de conectividad de una
red incluyen los cables, los adaptadores de red y los
dispositivos inalámbricos que conectan los equipos al
resto de la red.
Estos componentes permiten enviar datos a cada equipo de
la red, permitiendo que los equipos se comuniquen entre
sí.
Algunos de los componentes de conectividad más
comunes de una red son:
• Adaptadores de red.
• Cables de red.
• Dispositivos de comunicación
inalámbricos.
Adaptadores de red
Reciben datos y los convierten a señales
eléctricas
Reciben señales eléctricas y las
convierten en datos
Determinan si los datos recibidos son para un equipo
particular
Controlan el flujo de datos a través del cable
entender.
Los adaptadores de red constituyen la interfaz
física entre el equipo y el cable de red. Los adaptadores
de red, también denominados tarjetas de red,
se instalan en una ranura de expansión de cada
estación de trabajo y servidor de la red. Una vez
instalado el adaptador de red, el cable de red se conecta al
puerto del adaptador para conectar físicamente el equipo a
la red.
Los datos que pasan a través del cable hasta el
adaptador de red se formatean en paquetes. Un paquete es
un grupo lógico de información que incluye una
cabecera, la cual contiene la información de la
ubicación y los datos del usuario.
La cabecera contiene campos de dirección que incluyen información
sobre el origen de los datos y su destino. El adaptador de red
lee la dirección de destino para determinar si el paquete
debe entregarse en ese equipo. Si es así, el adaptador de
red pasa el paquete al sistema operativo para su procesamiento.
En caso contrario, el adaptador de red rechaza el
paquete.
Cada adaptador de red tiene una dirección
exclusiva incorporada en los chips de la tarjeta. Esta
dirección se denomina dirección física o
dirección de control de acceso
al medio (media access
control, MAC).
El adaptador de red realiza las siguientes funciones:
• Recibe datos desde el sistema operativo del
equipo y los convierte en señales eléctricas que
se transmiten por el cable
• Recibe señales eléctricas del
cable y las traduce en datos que el sistema operativo del
equipo puede entender
• Determina si los datos recibidos del cable son
para el equipo
• Controla el flujo de datos entre el equipo y el
sistema de cable
Para garantizar la compatibilidad entre el equipo y la
red, el adaptador de red debe cumplir los siguientes
criterios:
• Ser apropiado en función
del tipo de ranura de expansión del equipo
• Utilizar el tipo de conector de cable correcto
para el cableado
• Estar soportado por el sistema operativo del
equipo
Al conectar equipos para formar una red utilizamos
cables que actúan como medio de transmisión de la
red para transportar las señales entre los equipos. Un
cable que conecta dos equipos o componentes de red se denomina
segmento.
Los cables se diferencian por sus capacidades y
están clasificados en función de su capacidad para
transmitir datos a diferentes velocidades, con diferentes
índices de error. Las tres clasificaciones principales de
cables que conectan la mayoría de redes son: de par
trenzado , coaxial y fibra
óptica.
Cable de par trenzado
El cable de par trenzado (10baseT) está formado
por dos hebras aisladas de hilo de cobre trenzado
entre sí. Existen dos tipos de cables de par trenzado: par
trenzado sin apantallar (unshielded twisted pair, UTP) y
par trenzado
apantallado (shielded twisted pair, STP).
Éstos son los cables que más se utilizan en redes y
pueden transportar señales en distancias de 100
metros.
• El cable UTP es el tipo de cable de par trenzado
más popular y también es el cable en una LAN
más popular.
• El cable STP utiliza un tejido de funda de cobre
trenzado que es más protector y de mejor calidad que la
funda utilizada por UTP. STP también utiliza un envoltorio
plateado alrededor de cada par de cables. Con ello,
STP dispone de una excelente protección que
protege a los datos transmitidos de interferencias exteriores,
permitiendo que STP soporte índices de transmisión
más altos a través de mayores distancias que
UTP.
El cableado de par trenzado utiliza conectores
Registered Jack 45 (RJ-45) para conectarse a un equipo. Son
similares a los conectores Registered Jack 11 (RJ-11).
Cable Coaxial
El cable coaxial
está formado por un núcleo de hilo de cobre rodeado
de un aislamiento, una capa de metal trenzado, y una cubierta
exterior. El núcleo de un cable coaxial transporta las
señales eléctricas que forman los datos. Este hilo
del núcleo puede ser sólido o hebrado. Existen dos
tipos de cable coaxial: cable coaxial ThinNet (10Base2) y cable
coaxial ThickNet (10Base5). El cableado coaxial es una buena
elección cuando se transmiten datos a través de
largas distancias y para ofrecer un soporte fiable a mayores
velocidades de transferencia cuando se utiliza equipamiento menos
sofisticado.
El cable coaxial debe tener terminaciones en cada
extremo.
• El cable coaxial ThinNet puede transportar una
señal en una distancia aproximada de 185
metros.
• El cable coaxial ThickNet puede transportar una
señal en una distancia de
500 metros.
Ambos cables, ThinNet y ThickNet, utilizan un componente
de conexión (conector BNC) para realizar las conexiones
entre el cable y los equipos.
Cable de fibra óptica
El cable de fibra óptica
utiliza fibras ópticas para transportar señales de
datos digitales en forma de pulsos modulados de luz. Como el
cable de fibra óptica no transporta impulsos
eléctricos, la señal no puede ser intervenida y sus
datos no pueden ser robados. El cable de fibra óptica es
adecuado para transmisiones de datos de gran velocidad y
capacidad ya que la señal se transmite muy
rápidamente y con muy poca interferencia.
Un inconveniente del cable de fibra óptica es que
se rompe fácilmente si la instalación no se hace
cuidadosamente. Es más difícil de cortar que otros
cables y requiere un equipo especial para cortarlo.
DISPOSITIVOS DE
COMUNICACIÓN INALÁMBRICOS
Los componentes inalámbricos se utilizan para la
conexión a redes en distancias que hacen que el uso de
adaptadores de red y opciones de cableado estándares sea
técnica o económicamente imposible. Las redes
inalámbricas están formadas por componentes
inalámbricos que se comunican con LANs.
Excepto por el hecho de que no es un cable quién
conecta los equipos, una red inalámbrica típica
funciona casi igual que una red con cables: se instala en cada
equipo un adaptador de red inalámbrico con un
transceptor (un dispositivo que transmite y recibe
señales analógicas y digitales). Los usuarios se
comunican con la red igual que si estuvieran utilizando un equipo
con cables.
Existen dos técnicas
habituales para la transmisión inalámbrica en una
LAN: transmisión por infrarrojos y transmisión de
radio en banda
estrecha.
• Transmisión
por infrarrojos
Funciona utilizando un haz de luz infrarroja que
transporta los datos entre dispositivos. Debe existir visibilidad
directa entre los dispositivos que transmiten y los que reciben;
si hay algo que bloquee la señal infrarroja, puede impedir
la comunicación. Estos sistemas deben generar
señales muy potentes, ya que las señales de
transmisión débiles son susceptibles de recibir
interferencias de fuentes de
luz, como ventanas.
• Transmisión vía radio en banda
estrecha
El usuario sintoniza el transmisor y el receptor a una
determinada frecuencia. La radio en banda
estrecha no requiere visibilidad directa porque utiliza ondas de radio.
Sin embargo la transmisión vía radio en banda
estrecha está sujeta a interferencias de paredes de
acero e
influencias de carga. La radio en banda estrecha utiliza un
servicio de suscripción. Los usuarios pagan una cuota por
la transmisión de radio.
Una topología de red es la estructura de
equipos, cables y demás componentes en una red. Es un mapa
de la red física. El tipo de topología utilizada
afecta al tipo y capacidades del hardware de red, su
administración y las posibilidades de expansión
futura.
Bus: Esta
topología permite que todas las estaciones reciban la
información que se transmite, una estación
transmite y todas las restantes escuchan. Consiste en un cable
con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los
elementos de una red. Todos los nodos de la red están
unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone
Cable". Tanto Ethernet como
Local Talk pueden utilizar esta topología.
El bus es pasivo, no se produce
regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos
en una red de "bus" transmiten la información y esperan
que ésta no vaya a chocar con otra información
transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo
espera una pequeña cantidad de tiempo al
azar, después intenta retransmitir la
información.
Anillo: Las estaciones están unidas unas
con otras formando un círculo por medio de un cable
común. El último nodo de la cadena se conecta al
primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un
solo sentido alrededor del círculo, regenerándose
en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la
información que es enviada a través del anillo. Si
la información no está dirigida al nodo que la
examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del
anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red
completa.
Estrella: Los datos en estas redes fluyen del
emisor hasta el concentrador, este realiza todas las funciones de
la red, además actúa como amplificador de los
datos.
La red se une en un único punto, normalmente con
un panel de control
centralizado, como un concentrador de cableado. Los bloques de
información son dirigidos a través del panel de
control central hacia sus destinos. Este esquema tiene una
ventaja al tener un panel de control que monitorea el
tráfico y evita las colisiones y una conexión
interrumpida no afecta al resto de la red.
Híbridas: El bus lineal, la estrella y el
anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de
redes híbridas.
Anillo en Estrella: Esta topología se utiliza con
el fin de facilitar la
administración de la red. Físicamente, la red
es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a
nivel lógico, la red es un anillo.
"Bus" en Estrella: El fin es igual a la topología
anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea
físicamente como una estrella por medio de
concentradores.
Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado
se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por
medio de concentradores dispuestos en cascada par formar una red
jerárquica.
Árbol: Esta estructura se utiliza en
aplicaciones de televisión
por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras
estructuras de
redes que alcancen los hogares. También se ha utilizado en
aplicaciones de redes locales analógicas de banda
ancha.
Trama: Esta estructura de red es típica de
las WAN, pero también se puede utilizar en algunas
aplicaciones de redes locales (LAN). Las estaciones de trabajo
están conectadas cada una con todas las
demás.
Utilizamos diferentes tecnologías de redes para
la comunicación entre equipos de LANs y WANs. Podemos
utilizar una combinación de tecnologías para
obtener la mejor relación coste-beneficio y la
máxima eficacia del
diseño de nuestra red.
Hay muchas tecnologías de redes disponibles,
entre las que se encuentran:
• Ethernet.
• Token ring.
• Modo de transferencia asíncrona
(asynchronous transfer mode, ATM).
• Interfaz de datos distribuidos por fibra
(Fiber Distributed Data Interface,
FDDI).
• Frame
relay.
Una de las principales diferencias entre estas
tecnologías es el conjunto de reglas utilizada por cada
una para insertar datos en el cable de red y para extraer datos
del mismo. Este conjunto de reglas se denomina método
de acceso.
Cuando los datos circulan por la red, los distintos
métodos de
acceso regulan el flujo del tráfico de red.
Para satisfacer las necesidades de red crecientes de una
organización, necesita ampliar el tamaño o mejorar
el rendimiento de una red. No puede hacer crecer la red
simplemente añadiendo nuevos equipos y más cable.
Cada topología o arquitectura de
red tiene sus límites.
Puede, sin embargo, instalar componentes para incrementar el
tamaño de la red dentro de su entorno
existente.
Entre los componentes que le permiten ampliar la red se
incluyen:
• Repetidores y concentradores (hub)
Los repetidores y concentradores retransmiten una
señal eléctrica recibida en un punto de
conexión (puerto) a todos los puertos para mantener la
integridad de la señal.
• Puentes (bridge)
Los puentes permiten que los datos puedan fluir entre
LANs.
• Conmutadores (switch)
Los conmutadores permiten flujo de datos de alta
velocidad a LANs.
• Enrutadores (router)
Los enrutadores permiten el flujo de datos a
través de LANs o WANs, dependiendo de la red de destino de
los datos.
• Puertas de enlace (gatewaY)
Las puertas de enlace permiten el flujo de datos a
través de LANs o WANs
y funcionan de modo que equipos que utilizan diversos
protocolos puedan
comunicarse entre sí.
También puede ampliar una red permitiendo a los
usuarios la conexión a una red desde una ubicación
remota. Para establecer una conexión remota, los tres
componentes requeridos son un cliente de acceso remoto, un
servidor de acceso remoto y conectividad física. Microsoft
Windows 2000
permite a clientes remotos conectarse a servidores de acceso
remoto utilizando:
• Red pública telefónica conmutada
(RTC).
• Red digital de servicios integrados
(RDSI).
• X.25.
• Línea ADSL
(Asymmetric Digital Subscriber Line).
Existen muchos tipos de
redes, cables, aplicaciones, componentes, etc., que sirven
para hacer una red, es simple tener una red, el chiste se
encuentra en que utilizar para hacerla, que fundamentos tener
para utilizar eso y qué es lo que quiere el
cliente.
Fundamentos de Redes Plus de Microsoft. Edición
2001. Traductor Antonio Becerra Terón. Ed.
McGrawHill.
Manual Conceptos básicos de redes
Manual Introducción a las redes de
computadoras
Claudia Rivera Félix
Instituto Tecnológico de Sonora
Evaluación De Sistemas de
Información
Maestro Ing. Jesús Javier Félix
Borbolla