- Redes
- Tipos de
redes - Elementos de una red de
área local - Topología de
redes - Protocolo
cliente/servidor - Medios de transmisión
(líneas de comunicación)
Conjunto de técnicas,
conexiones físicas y programas
informáticos empleados para conectar dos o más
ordenadores o computadoras.
Los usuarios de una red pueden compartir
ficheros, impresoras y
otros recursos, enviar
mensajes electrónicos y ejecutar programas en otros
ordenadores.
Una red tiene tres niveles de
componentes: software de aplicaciones,
software de red y hardware de red. El software
de aplicaciones está formado por programas
informáticos que se comunican con los usuarios de la red y
permiten compartir información (como archivos de
bases de
datos, de documentos,
gráficos o vídeos) y recursos (como
impresoras o unidades de disco). Un tipo de software de
aplicaciones se denomina cliente–servidor. Las
computadoras cliente envían peticiones de
información o de uso de recursos a otras computadoras,
llamadas servidores, que
controlan el flujo de datos y la
ejecución de las aplicaciones a través de la red.
Otro tipo de software de
aplicación se conoce como "de igual a igual" (peer to
peer). En una red de este tipo, los ordenadores se envían
entre sí mensajes y peticiones directamente sin utilizar
un servidor como intermediario. Estas redes son más
restringidas en sus capacidades de seguridad,
auditoría y control, y
normalmente se utilizan en ámbitos de trabajo con
pocos ordenadores y en los que no se precisa un control tan
estricto del uso de aplicaciones y privilegios para el acceso y
modificación de datos; se utilizan, por ejemplo, en redes
domésticas o en grupos de trabajo
dentro de una red corporativa más
amplia.
El software de red consiste en programas informáticos
que establecen protocolos, o
normas, para
que las computadoras se comuniquen entre sí. Estos
protocolos se aplican enviando y recibiendo grupos de datos
formateados denominados paquetes. Los protocolos indican
cómo efectuar conexiones lógicas entre las
aplicaciones de la red, dirigir el movimiento de
paquetes a través de la red física y minimizar
las posibilidades de colisión entre paquetes enviados
simultáneamente.
El hardware de red está formado por los componentes
materiales que
unen las computadoras. Dos componentes importantes son los
medios de
transmisión que transportan las señales
de los ordenadores (típicamente cables estándar o
de fibra
óptica, aunque también hay redes sin cables que
realizan la transmisión por infrarrojos o por
radiofrecuencias) y el adaptador de red, que permite acceder al
medio material que conecta a los ordenadores, recibir paquetes
desde el software de red y transmitir instrucciones y peticiones
a otras computadoras. La información se transfiere en
forma de dígitos binarios, o bits (unos y ceros), que
pueden ser procesados por los circuitos
electrónicos de los ordenadores.
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
Uno de los sucesos más críticos para la
conexión en red lo constituye la aparición y la
rápida difusión de la red de área local
(LAN) como forma de normalizar las conexiones entre las máquinas
que se utilizan como sistemas
ofimáticos. Como su propio nombre indica, constituye una
forma de interconectar una serie de equipos informáticos.
A su nivel más elemental, una LAN no es más que un
medio compartido (como un cable coaxial
al que se conectan todas las computadoras y las impresoras) junto
con una serie de reglas que rigen el acceso a dicho medio. La LAN
más difundida, Ethernet, utiliza
un mecanismo conocido como CSMA/CD. Esto
significa que cada equipo conectado sólo puede utilizar el
cable cuando ningún otro equipo lo está utilizando.
Si hay algún conflicto, el
equipo que está intentando establecer la conexión
la anula y efectúa un nuevo intento más tarde.
Ethernet transfiere datos a 10 Mbits/s, lo suficientemente
rápido para hacer inapreciable la distancia entre los
diversos equipos y dar la impresión de que están
conectados directamente a su destino.
Hay tipologías muy diversas (bus, estrella, anillo) y
diferentes protocolos de acceso. A pesar de esta diversidad,
todas las LAN comparten la característica de poseer un
alcance limitado (normalmente abarcan un edificio) y de tener una
velocidad
suficiente para que la red de conexión resulte invisible
para los equipos que la utilizan.
Además de proporcionar un acceso compartido, las LAN
modernas también proporcionan al usuario multitud de
funciones
avanzadas. Hay paquetes de software de gestión
para controlar la configuración de los equipos en la LAN,
la
administración de los usuarios y el control de los
recursos de la red. Una estructura muy
utilizada consiste en varios servidores a disposición de
distintos usuarios. Los servidores, que suelen ser
máquinas más potentes, proporcionan servicios a
los usuarios, por lo general computadoras personales, como
control de impresión, ficheros compartidos y correo
electrónico.
ELEMENTOS DE UNA RED
DE AREA LOCAL
En una LAN existen elementos de hardware y software
entre los cuales se pueden destacar:
- El servidor: es el elemento principal de
procesamiento, contiene el sistema
operativo de red y se encarga de administrar todos los
procesos
dentro de ella, controla también el acceso a los
recursos comunes como son las impresoras y las unidades de
almacenamiento. - Las estaciones de trabajo: en ocasiones
llamadas nodos, pueden ser computadoras personales o cualquier
terminal conectada a la red. De esta manera trabaja con sus
propios programas o aprovecha las aplicaciones existentes en el
servidor. - El sistema
operativo de red: es el programa(software) que permite el control
de la red y reside en el servidor. Ejemplos de estos sistemas
operativos de red son: NetWare, LAN Manager, OS/2,
LANtastic y Appletalk. - Los protocolos de comunicación: son un conjunto de
normas que regulan la transmisión y recepción de
datos dentro de la red. - La tarjeta de interface de red: proporciona
la conectividad de la terminal o usuario de la red
física, ya que maneja los protocolos de
comunicación de cada topología especifica.
REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)
Cuando se llega a un cierto punto, deja de ser poco
práctico seguir ampliando una LAN. A veces esto viene
impuesto por
limitaciones físicas, aunque suele haber formas más
adecuadas o económicas de ampliar una red de computadoras.
Dos de los componentes importantes de cualquier red son la red de
teléfono y la de datos. Son enlaces para
grandes distancias que amplían la LAN hasta convertirla en
una red de área amplia (WAN). Casi todos los operadores de
redes nacionales (como DBP en Alemania,
British Telecom en Inglaterra o la
Telefónica en España)
ofrecen servicios para interconectar redes de computadoras, que
van desde los enlaces de datos sencillos y a baja velocidad que
funcionan basándose en la red pública de telefonía hasta los complejos servicios de
alta velocidad (como frame relay y
SMDS-Synchronous Multimegabit Data Service) adecuados para la
interconexión de las LAN. Estos servicios de datos a alta
velocidad se suelen denominar conexiones de banda ancha.
Se prevé que proporcionen los enlaces necesarios entre LAN
para hacer posible lo que han dado en llamarse autopistas de la
información.
Se refiere a como distribuyen, organizan o conectan el
conjunto de computadoras o dispositivos dentro de una red, es
decir, a la forma en que están interconectados los
distintos nodos que la forman.
CRITERIOS A LA HORA DE ELEGIR UNA TOPOLOGIA DE
RED:
- Buscar minimizar los costos de
encaminamiento (necesidad de elegir los caminos más
simples entre el nodo y los demás) - Tolerancia a fallos o facilidad de localización a
estos. - Facilidad de instalación y reconfiguración de
la red.
TIPOS DE TOPOLOGIAS:
Topología En Estrella:
Se caracteriza por tener todos sus nodos conectados a un
controlador central. Todas las transacciones pasan a
través del nodo central siendo este el encargado de
gestionar y controlar todas las comunicaciones. El controlador central es
normalmente el servidor de la red, aunque puede ser un
dispositivo especial de conexión denominado
comúnmente concentrador o hub.
Ventajas:
- Presenta buena flexibilidad para incrementar el numero de
equipos conectados a la red. - Si alguna de las computadoras falla el comportamiento de la red sigue sin problemas,
sin embargo, si el problema se presenta en el controlador
central se afecta toda la red. - El diagnóstico de problemas es simple,
debido a que todos los equipos están conectados a un
controlador central.
Desventajas:
- No es adecuada para grandes instalaciones, debido a la
cantidad de cable que deben agruparse en el controlador
central. - Esta configuración es rápida para las
comunicaciones entre las estaciones o nodos y el controlador,
pero las comunicaciones entre estaciones es lenta.
Topología en anillo:
Todas las estaciones o nodos están conectados
entre si formando un anillo, formando un camino unidireccional
cerrado que conecta todos los nodos. Los datos viajan por el
anillo siguiendo una única dirección, es decir, la información
pasa por las estaciones que están en el camino hasta
llegar a la estación destino, cada estación se
queda con la información que va dirigida a ella y
retransmite al nodo siguiente los tienen otra
dirección.
Ventajas:
- Esta topología permite aumentar o disminuir el
número de estaciones sin dificultad. - La velocidad dependerá del flujo de
información, cuantas mas estaciones intenten hacer uso
de la red mas lento será el flujo de
información.
Desventajas:
- Una falla en cualquier parte deja bloqueada a toda la
red.
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
Topología en bus o
canal:
Los nodos se conectan formando un camino de
comunicación vi direccional con puntos de
terminación bien definidos.
Cuando una estación transmite, la señal se
propaga a ambos lados del emisor hacía todas las
estaciones conectadas al bus, hasta llegar a las terminaciones
del mismo.
Así, cuando una estación transmite un
mensaje alcanza a todos las estaciones, por esto el bus recibe el
nombre de canal de difusión.
Ventajas:
- Permite aumentar o disminuir fácilmente el
número de estaciones. - El fallo de cualquier nodo no impide que la red siga
funcionando normalmente, lo que permite añadir o quitar
nodos sin interrumpir su funcionamiento.
Desventajas:
- Cualquier ruptura en el bus impide la
operación normal de la red y la falla es muy
difícil de detectar. - El control del flujo de información presenta
inconvenientes debido a que varias estaciones intentan
transmitir a la vez y existen un único bus, por lo que
solo una estación logrará la
transmisión.
Para ver el gráfico seleccione la
opción "Descargar" del menú superior
En vez de construir sistemas informáticos como
elementos monolíticos, existe el acuerdo general de
construirlos como sistemas cliente/servidor. El cliente (un
usuario de PC) solicita un servicio (como
imprimir) que un servidor le proporciona (un procesador
conectado a la LAN). Este enfoque común de la estructura
de los sistemas informáticos se traduce en una
separación de las funciones que anteriormente forman un
todo. Los detalles de la realización van desde los
planteamientos sencillos hasta la posibilidad real de manejar
todos los ordenadores de modo uniforme.
MEDIOS DE
TRANSMISIÓN (LINEAS DE
COMUNICACIÓN)
Es la facilidad física usada para interconectar
equipos o dispositivos, para crear una red que transporta datos
entre sus usuarios.
CABLE DE PAR
TRENZADO:
Es el medio más antiguo en el mercado y en
algunos tipos de aplicaciones es el más común.
Consiste en dos alambres de cobre o a
veces de aluminio,
aislados y de un grosor de 1 milímetro
aproximadamente.
Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la
interferencia eléctrica de los pares cercanos.
Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta co´mun
de PVC (Poli cloruro de vinilo), en cables multipares de pares
trenzados (de 2, 4, 8 hasta 300 pares)
Un ejemplo de par trenzado es el sistema de telefonía,
actualmente se han convertido en un estándar en el
ámbito de las redes locales, los colores
estandarizados para tal fin son los siguientes:
- Naranja / Blanco – Naranja
- Verde / Blanco – Verde
- Blanco / Azul – Azul
- Blanco / Marrón – Marrón
TIPOS DE CABLES DE PAR TRENZADO:
- Cable de par trenzado apantallado (STP): es
utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de
datos por su capacidad y buenas características contra
las radiaciones electromagnéticas, pero el inconveniente
es que es un cable robusto, caro y difícil de
instalar. - Cable de par trenzado no apantallado (UTP):
es el que ha sido mejor aceptado por su costo,
accesibilidad y fácil instalación. El cable UTP
es el más utilizado en telefonía. Existen
actualmente 8 categorías del cable UTP. Cada
categoría tiene las siguientes características
eléctricas: - Atenuación.
- Capacidad de la línea
- Impedancia.
- Categoría 1: Este tipo de cable
esta especialmente diseñado para redes
telefónicas, es el típico cable empleado para
teléfonos por las compañías
telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades
de hasta 4 Mbps. - Categoría 2: De
características idénticas al cable de
categoría 1. - Categoría 3: Es utilizado en redes
de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un
ancho de banda de hasta 16 Mhz. - Categoría 4: Esta definido para
redes de ordenadores tipo anillo como Token Ring con un
ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20
Mbps. - Categoría 5: Es un estándar
dentro de las comunicaciones en redes
LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100
Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz. Este tipo de
cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares trenzados. La
atenuación del cable de esta categoría viene
dado por esta tabla referida a una distancia
estándar de 100 metros: - Categoría 5e: Es una
categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación
y las interferencias. Esta categoría no tiene
estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por
los diferentes organismos. - Categoría 6: No esta estandarizada
aunque ya se está utilizando. Se definirán
sus características para un ancho de banda de 250
Mhz. - Categoría 7: No esta definida y
mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho
de banda de 600 Mhz. El gran inconveniente de esta
categoría es el tipo de conector seleccionado que es
un RJ-45 de 1 pines.
- Cable de par trenzado con pantalla global (FTP): sus propiedades de
transmisión son parecidas a las del UTP. Tiene un
precio
intermedio entre el UTP y el STP.
CABLE COAXIAL.
Tenía una gran utilidad por sus
propiedades de transmisión de voz, audio, video, texto e
imágenes.
Está estructurado por los siguientes componentes de
adentro hacía fuera:
- Un núcleo de cobre sólido, o de acero con
capa de cobre. - Una capa aislante que reduce el núcleo o conductor,
generalmente de material de poli vinilo. - Una capa de linaje metálico generalmente cobre o
aleación de aluminio entre tejido, cuya función
es la de mantenerse la más apretada para eliminar las
interferencias. - Por último tiene una capa final de recubrimiento que
normalmente suele ser de vinilo, xelón y polietileno
uniforme para mantener la calidad de las
señales.
TIPOS DE CABLES COAXIALES
Dependiendo de su banda pueden ser de dos tipos:
- Banda base: normalmente empleado en redes de
computadoras y por el fluyen señales digitales. - Banda ancha: normalmente transmite
señales analógicas, posibilitando la
transmisión de gran cantidad de información por
varias frecuencias, su uso más común es la
televisión por cable.
CABLE DE FIBRA OPTICA
Son mucho más ligeros y de menor diámetro.
Además, la densidad de
información que son capaces de transmitir es mayor.
El emisor está formado por un láser que
emite un potente rayo de luz, que
varía en función de la señal
eléctrica que le llega. El receptor está
constituido por un fotodiodo, que transforma la luz incidente de
nuevo en señales eléctricas.
Entre sus características están:
- Son compactas.
- Ligeras.
- Con baja pérdida de señal.
- Amplia capacidad de transmisión.
- Alto grado de confiabilidad, ya que son inmunes a las
interferencias electromagnéticas.
TIPOS DE FIBRA OPTICA
- Fibra multimodal: en este tipo de fibra
viajan varios rayos ópticos reflejándose
ángulos, que recorren diferentes distancias y se
desfasan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón,
la distancia a la que se puede transmitir esta limitada. - Fibra multimodal con índice graduado:
en este tipo de fibra óptica el núcleo está hecho
de varias capas concéntricas de material óptico
con diferentes índices de refracción. En estas
fibras el número de rayos ópticos que viajan es
menor y sufren menos problemas que las fibras
multimodales. - Fibra monomodal: esta fibra es la de menor
diámetro y solamente permite viajar al rayo
óptico central. Es más difícil de
construir y manipular. Es también la más costosa
pero permite distancias de transmisión mucho
mayores.
Realizado por:
Br. González, Luis
Br. Boadas, Douglas
Instituto Universitario De Tecnología
Industrial
Rodolfo Loero Arismendi
(I.U.T.I.R.L.A)
Extensión Porlamar
Porlamar, Junio de 2005