Redes informáticas

Oswaldo Rodríguez

VeraUIDE

INFORMATICA BASICA

Que es una red informática?

• Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí con el propósito de compartir información y recursos.

• Los recursos que se pueden compartir en una red son discos duros, impresoras, etc., pero, además, en una red podemos compartir la información de los programas y los datos que manejan los distintos usuarios.

• A principios de los años 1970 se crearon ordenadores de tiempo compartido que consistían en un mismo ordenador con varias terminales a través de las cuales los usuarios podían acceder a una información de manera simultánea.

• Posteriormente surgió la necesidad de conectar ordenadores independientes y estandarizar los distintos modelos de conexión.

Componentes y su funcionamiento

• En cualquier red o sistema de comunicación podemos encontrar los siguientes elementos de funcionamiento:

• El emisor, que genera una señal (petición u origen de la comunicación).

• El codificador de esta señal, que prepara la comunicación para que pueda viajar por la línea.

• La línea o medio de comunicación por donde viaja la información.

• El decodificador de la señal, que recoge la señal y la vuelve a traducir para que el receptor la procese.

• El receptor o elemento destinatario de la señal.

En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La línea o canal por donde circula la comunicación es el medio físico por el que viajan los datos, ya sean cables o medios no guiados.

• Los componentes de la red deben poseer interfaces que sean capaces de conectar los distintos dispositivos y elementos de la red y que preparen la señal para que viaje por el medio establecido: por ejemplo las tarjetas de red de los ordenadores o los módems.

• Para que el emisor y receptor puedan comunicarse necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red internet.

Clasificación de la redes

Podemos clasificar las redes según distintos criterios: • Por extensiónRedes de área local (LAN, local area network).Su extensión abarca como máximo un edificio. Son las más frecuentes y puedes observarlas en la mayoría de las oficinas y en instalaciones de todo tipo.

Redes de área metropolitana (MAN, metropolitana area network) Se extienden por toda la ciudad, incluyendo distintos edificios no adyacentes.

Redes de área extensa (WAN, wide area network). Son las redes de gran alcance que conectan equipos que se encuentran en distintas ciudades y países o que conectan las distintas redes LAN.

• Por propiedad. Según su nivel de acceso o privacidad, las redes pueden ser: Redes públicas. Son aquellas redes cuyo acceso es público y global. Un ejemplo claro de red pública y de ámbito mundial es internet.

Redes privadas. Son redes restringidas al propietario o a los usuarios que las utilizan (son redes LAN en su mayoría). Cuando este tipo de redes utilizan herramientas típicas de la red pública se denominan intranets.

• Redes privadas virtuales (VPN). Son un tipo de redes resultante de la interconexión de varias redes privadas entre sí, aprovechando la infraestructura de una red global. Se usan generalmente para conectar las sedes de una organización.

• Por método de conexión. Por medios guiados (cables). En ellas, la información viaja en forma de ondas encapsuladas dentro de un cable. Dicho cable puede ser de par trenzado (el más utilizado en redes LAN), coaxial o de fibra óptica.

Inalámbricas. La transmisión se realiza mediante antenas y la información viaja en forma de ondas electromagnéticas. Las tecnologías utilizadas son: radiofrecuencia (redes Wi-Fi y Bluetooth), microondas, por satélite y por infrarrojos.

• Por relación funcional. Redes cliente-servidor. Un servidor es el ordenador central o más importante de una red. Es el encargado de gestionar la información centralizada o corporativa (normalmente es el que la almacena), así como de aplicar las normas de acceso a ella. También cumple la función de gestionar la configuración propia de la red y del acceso a sus recursos y dispositivos.

• Redes punto a punto. También se denominan redes peer to peer o redes entre iguales. En este tipo de redes, todos los nodos o estaciones de trabajo se comportan simultáneamente como clientes y como servidores. En general, las redes entre iguales suelen ser modelos válidos en redes pequeñas y simples, con pocos recursos y pocos usuarios (menos de diez).

• Por topología. La topología es la forma en que podemos conectar las distintas estaciones de trabajo y los diferentes medios de transmisión.

Topología en bus. Las redes en bus comparten un mismo canal de transmisión, llamado bus. Consiste en un único cable (de tipo coaxial) que une secuencialmente todos los equipos de la red. Los extremos del bus se cierran con un terminador. Los conectores del cable a los ordenadores se llaman BNC.

Topología en anillo. Es una red cerrada en la que los equipos se sitúan de una forma similar a la del bus, pero en este caso formando un anillo completamente cerrado, con lo que el cable no tiene terminadores. La información circula en un sentido por este anillo y cada ordenador analiza si él es el destinatario de la información; si no es así, la deja pasar hasta el siguiente equipo, y así sucesivamente hasta llegar al destinatario.

• Topología en estrella. En este tipo de redes todos los ordenadores están conectados a un dispositivo específico que se encarga de transmitir la información. Este dispositivo suele ser un concentrador (hub) o más frecuentemente, un conmutador (switch).

El modelo OSI

La Organización para la Normalización Internacional (ISO) empezó a desarrollar a finales de la década de los setenta un modelo conceptual para la conexión en red al que bautizó con el nombre de modelo OSI (open systems interconnection reference model). Este modelo pasó a ser estándar internacional para las comunicaciones en red en el año 1984.

El modelo OSI divide en siete capas el proceso de transmisión de la información entre equipos informáticos, e molo que cada capa se encarga de ejecutar una determinada parte del proceso global.

Medios de transmisión guiados

Las redes que utilizan cable están catalogadas en distintas adaptaciones. Las adaptaciones se nombran mediante un número que representa su velocidad de transmisión en megabits por segundo (Mbps), seguido de la palabra BASE, al final del nombre puede haber un número que representa la longitud máxima del cable por segmento multiplicada por 100, o una letra que especifica el tipo de cable utilizado. La siguiente tabla contiene las adaptaciones Ethernet más populares:

• El cable coaxial. Las redes LAN con topología bus utilizan el cable coaxial, el cual es más resistente a las interferencias y a la atenuación de la señal que otros medios, aunque las redes de coaxial tienen las desventajas de las redes bus: un corte de conexión provoca que toda la red deje de funcionar. La velocidad de transmisión de datos es más lenta que en el par trenzado o en la fibra óptica, de ahí que el uso del coaxial para redes informáticas esté en desuso o prácticamente desaparecido.

• El cable de par trenzado(UTP Y STP). El cable UTP (unshíelded twisted pair, par trenzado no apantallado) está formado por hilos de cobre o de aluminio entrelazados entre sí por parejas con objeto de mantener estables las propiedades eléctricas y evitar interferencias con los pares de hilos cercanos.

• La fibra óptica. La fibra óptica es un medio de transmisión cada vez más empleado en las redes de datos y telecomunicaciones. Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas, cada una de las cuales es un hilo muy fino de material transparente (vidrio o material plástico) por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Medios de transmisión no guiados

Las redes de área local inalámbrica o WLAN proporcionan un sistema de comunicación muy flexible al eliminar por completo la utilización de cables. Esto ha hecho que en los últimos años hayan tenido una gran aceptación. Aun así, las WLAN no intentan sustituir por completo a las LAN que utilizan cable, sino que sirven como complemento de éstas, debido principalmente a que su velocidad de transmisión es menor que el de las que utilizan cable.

• La tecnología Wi-Fi. Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio. Está definido en la especificación IEEE 802.11.

Los estándares IEEE 802.11 b e IEEE 802.11 g son los más populares, porque operan en una banda de frecuencia de 2,4 GHz (están disponibles casi universalmente), con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps, respectivamente. Existen varios dispositivos que permiten interconectar elementos Wi-Fi:

• Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea ofrecida por el operador de telefonía y efectúan el reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que el router que suministra el proveedor de Internet en los hogares y en las empresas tenga integrada la tecnología Wi-Fi.

• Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del router no tiene suficiente radio. También se emplean en instalaciones donde el router no posee esta tecnología y se desea disponer de ella.

• La tecnología Bluetooth. Bluetooth es el nombre común de la especificación IEEE 802.15.1, que define un estándar global de comunicación inalámbrica mediante un enlace de radiofrecuencia. El canal máximo de comunicación es de 720 Kbps, con rango óptimo de 10 metros (es bastante más lento que las Wi-Fi). Los dispositivos que normalmente utilizan esta tecnología se engloban en el sector de la informática personal (véanse las redes PAN), como PDA, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc.

• La tecnología de Infrarrojos. La tecnología IrDA (Infrared Data Association) utiliza una técnica de transmisión basada en los rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo. Soporta una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de comunicaciones. La velocidad oscila entre los 9.600 bps y los 4 Mbps con una distancia máxima de un metro y con un cono de ángulo estrecho de 30°.

• La tecnología microondas. Este novedoso sistema inalámbrico logra increíbles velocidades de transmisión y recepción de datos, del orden de los 2.048 kbps. La información viaja a través del aire, de forma similar a la tecnología de la radio, mediante ondas electromagnéticas de alta frecuencia (microondas), que operar en las bandas de 3,5 y 28 GHz.

Elementos típicos de una red lan

• Concentrador (Hub). Un concentrador o hub es el dispositivo que centraliza el cableado de una red en estrella y constituye, así, el nodo central de ésta. El hub recibe la señal de una estación de trabajo o segmento de la red que la quiere transmitir y la emite por sus diferentes puertos. El uso del hub está en desuso, puesto que su mecanismo de transmisión de la señal se basa en difundir los paquetes de datos por todos los puertos a la vez, estén o no ocupados por un cable o por un PC encendido en ese momento.

• Conmutador (switch). Un conmutador o switch hace la misma función que un hub, pero de manera más eficiente, pues es capaz de reconocer qué puertos en ese momento tienen actividad (están conectados a una estación de trabajo, una impresora, etc.) y transmitir la señal sólo a éstos, e incluso aprende a qué PC de destino va dirigida, lo que redunda en mayor rapidez. La evolución de las redes Ethernet ha hecho que los switchs se impongan definitivamente sobre los hubs.

• Repetidor. LA señal de transmisión se atenúa, o incluso se pierde, cuanto mayor es la distancia a la que se desea transmitir.

Un repetidor es un dispositivo hardware encargado de amplificar o regenerar la señal de transmisión. Opera solamente de forma física para permitir que los bits viajen a mayor distancia a través de los medios. Normalmente, la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados.

• Bridge. Al igual que un repetidor, un bridge o puente puede unir segmentos o grupos de trabajo LAN. Sin embargo, un bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico o los problemas. Por ejemplo, si el volumen del tráfico de uno o varios equipos, o de un departamento, está sobrecargando y ralentiza todas las operaciones, el bridge puede aislar esos equipos o ese departamento.

• Modem. Hoy en día, las redes locales y globales de TCP/IP han dejado obsoleta la conexión directa por módem, en beneficio de los bridges y los routers. No obstante, los módemes se han adaptado a las nuevas tecnologías de transmisión.

• Router (enrutador). Un router o enrutador es un dispositivo hardware o software de interconexión de redes de computadoras. Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque éstas tengan distintas tecnologías c especificaciones, siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña las siguientes funciones: • Adapta la estructura de información de una red a otra. • Pasa información de un soporte físico a otro (distintas velocidades y

soportes físicos). • Encamina la información por la ruta óptima. Decide la dirección de la red

hacia la que va destinado • el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, ésta es la dirección IP). • Reagrupa la información que viene por rutas distintas.