Teoria de Redes
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REDES.
Una red informática es un conjunto de dispositivos interconectados entre sí a través de un
medio, que intercambian información y comparten recursos. Básicamente, la comunicación
dentro de una red informática es un proceso en el que existen dos roles bien definidos para los
dispositivos conectados, emisor y receptor, que se van asumiendo y alternando en distintos
instantes de tiempo.
También hay mensajes, que es lo que estos roles intercambian. La estructura y el modo de
funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo
el más extendido de todos es el modelo TCP/IP, basado en el modelo de referencia o teórico
OSI.
Según sus Extensiones:
Constan de Redes WAN, Redes MAN, Redes LAN.
WAN: Red de Amplia Cobertura.
Son redes que cubren una amplia región geográfica, a menudo un país o un continente. Este
tipo de redes contiene máquinas que ejecutan programas de usuario llamadas hosts
o sistemas finales (end system). Los sistemas finales están conectados a una subred
de comunicaciones. La función de la subred es transportar los mensajes de un host a otro.
En la mayoría de las redes de amplia cobertura se pueden distinguir dos componentes: Las
líneas de transmisión y los elementos de intercambio (Conmutación). Las líneas de transmisión
se conocen como circuitos, canales o troncales. Los elementos de intercambio son
computadores especializados utilizados para conectar dos o más líneas de transmisión.
Las redes de área local son diseñadas de tal forma que tienen topologías simétricas, mientras
que las redes de amplia cobertura tienen topología irregular. Otra forma de lograr una red de
amplia cobertura es a través de satélite o sistemas de radio.
MAN: Red de Área Metropolitana.
Es una versión de mayor tamaño de la red local. Puede ser pública o privada. Una MAN puede
soportar tanto voz como datos. Una MAN tiene uno o dos cables y no tiene elementos de
intercambio de paquetes o conmutadores, lo cual simplifica bastante el diseño. La razón
principal para distinguirla de otro tipo de redes, es que para las MAN's se ha adoptado un
estándar llamado DQDB (Distributed Queue Dual Bus) o IEEE 802.6. Utiliza medios de difusión
al igual que las Redes de Área Local.
LAN: Redes de Área Local.
Es un sistema de comunicación entre computadoras que permite compartir información, con
la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña. Estas redes son
usadas para la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo. Se
caracterizan por: tamaño restringido, tecnología de transmisión (por lo general broadcast),
alta velocidad y topología.
Son redes con velocidades entre 10 y 100 Mbps, tiene baja latencia y baja tasa de errores.
Cuando se utiliza un medio compartido es necesario un mecanismo de arbitraje para
resolver conflictos.
Dentro de este tipo de red podemos nombrar a INTRANET, una red privada que
utiliza herramientas tipo internet, pero disponible solamente dentro de la organización.
Según sus Topologías:
Las topologías más utilizadas son Topología Bus, Topología Estrella, Topología Anillo.
Topología Bus:
En esta topología, los elementos que constituyen la red se disponen linealmente, es decir, en
serie y conectados por medio de un cable; el bus. Las tramas de información emitidas por un
nodo (terminal o servidor) se propagan por todo el bus (en ambas direcciones), alcanzado a
todos los demás nodos. Cada nodo de la red se debe encargar de reconocer la información que
recorre el bus, para así determinar cuál es la que le corresponde, la destinada a él.
Es el tipo de instalación más sencillo y un fallo en un nodo no provoca la caída del sistema de la
red.
Topología Estrella:
Todos los elementos de la red se encuentran conectados directamente mediante un enlace
punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de gestionar las transmisiones de
información por toda la estrella. La topología de Estrella es una buena elección siempre que se
tenga varias unidades dependientes de un procesador, esta es la situación de una típica
mainframe, donde el personal requiere estar accediendo frecuentemente esta computadora.
En este caso, todos los cables están conectados hacia un solo sitio, esto es, un panel central.
Resulta económica la instalación de un nodo cuando se tiene bien planeado su
establecimiento, ya que este requiere de un cable desde el panel central, hasta el lugar donde
se desea instalarlo.
Topología Anillo:
Los nodos de la red se disponen de un anillo cerrado conectado a él mediante enlaces punto a
punto. La información describe una trayectoria circular en una única dirección y el nodo
principal es quien gestiona conflictos entre nodos al evitar la colisión de tramas de
información. En este tipo de topología, un fallo en un nodo afecta a toda la red aunque
actualmente hay tecnologías que permiten mediante unos conectores especiales, la
desconexión del nodo averiado para que el sistema pueda seguir funcionando.
La topología de anillo está diseñada como una arquitectura circular, con cada nodo conectado
directamente a otros dos nodos. Toda la información de la red pasa a través de cada nodo
hasta que es tomado por el nodo apropiado. Este esquema cableado muestra alguna economía
respecto al de estrella. El anillo es fácilmente expandido para conectar más nodos, aunque en
este proceso interrumpe la operación de la red mientras se instala el nuevo nodo. Así también,
el movimiento físico de un nodo requiere de dos pasos separados: desconectar para remover
el nodo y otra vez reinstalar el nodo en su nuevo lugar.
Según sus Direccionamientos IPV4:
Los Direccionamiento IPV4 constan de varias clases, las más comunes son las Clases A, Clases
B, Clases C.
Direccionamiento IPV4 Clase A:
Las direcciones de clase A se asignan a redes con un número muy grande de hosts. Esta clase
permite 126 redes, utilizando el primer número para el ID de red. Los tres números restantes
se utilizan para el ID de host, permitiendo 16.777.214 hosts por red.
Direccionamiento IPV4 Clase B:
Las direcciones de clase B se asignan a redes de tamaño mediano a grande. Esta clase permite
16.384 redes, utilizando los dos primeros números para el ID de red. Los dos números
restantes se utilizan para el ID de host, permitiendo 65.534 hosts por red.
Direccionamiento IPV4 Clase C:
Las direcciones de clase C se utilizan para redes de área local (LANs) pequeñas. Esta clase
permite aproximadamente 2.097.152 redes utilizando los tres primeros números para el ID de
red. El número restante se utiliza para el ID de host, permitiendo 254 hosts por red.
Direccionamiento IPV6:
Es una etiqueta numérica usada para identificar un interfaz de red (elemento de
comunicación/conexión) de un ordenador o nodo de red participando en una red IPv6.
Las direcciones IP se usan para identificar de manera única una interfaz de red de un Host,
localizarlo en la red y de ese modo encaminar paquetes IP entre hosts. Con este objetivo, las
direcciones IP aparecen en campos de la cabecera IP indicando el origen y destino del paquete.
IPv6 es el sucesor del primer protocolo de direccionamiento de Internet, protocolo de internet
Versión 4 (IPv4). A diferencia de IPv4, que utiliza una dirección IP de 32 bits, las direcciones
IPv6 tienen un tamaño de 128 bits. Por lo tanto, IPv6 tiene un espacio de direcciones mucho
más amplio que IPv4.
Según sus Gestiónes:
Las gestiones que se utilizan son Igual-Igual y Cliente/Servidor.
Igual-Igual Cliente/Servidor
Red igual-igual:
En la arquitectura igual a igual no hay un servidor exclusivo. Debido a esto, cada equipo en
dicha red hace las veces de servidor y de cliente al mismo tiempo. Esto significa que cada
equipo en la red puede compartir libremente sus propios recursos. Un equipo que esté
conectado a una impresora incluso podría compartirla para que los demás equipos puedan
tener acceso a ella a través de la red.
Desventajas de la arquitectura igual a igual:
-El sistema no está centralizado y esto dificulta la administración.
-Falta de seguridad.
-Ningún eslabón en la red es fiable.
Por lo tanto, las redes igual a igual sólo son útiles para una pequeña cantidad de equipos (en
general cerca de 10) y sólo son adecuadas para aplicaciones que no requieran un nivel alto de
seguridad (no se aconseja para redes de negocios que posean datos confidenciales).
Ventajas de la arquitectura igual a igual:
-Costos reducidos (los costos de dichas redes son de hardware, cableado y mantenimiento).
-Simplicidad claramente demostrada.
Red Cliente-Servidor:
Esto significa que los equipos clientes (equipos que forman parte de una red) contactan a
un servidor, un equipo generalmente muy potente en materia de capacidad de entrada/salida,
que proporciona servicios a los equipos clientes. Estos servicios son programas que
proporcionan datos como la hora, archivos, una conexión, etc.
Los servicios son utilizados por programas denominados programas clientes que se ejecutan en
equipos clientes. Por eso se utiliza el término "cliente" (cliente FTP, cliente de correo
electrónico, etc.) cuando un programa que se ha diseñado para ejecutarse en un equipo
cliente, capaz de procesar los datos recibidos de un servidor (en el caso del cliente FTP se trata
de archivos, mientras que para el cliente de correo electrónico se trata de correo electrónico).
Ventajas de la arquitectura cliente/servidor:
-El modelo cliente/servidor se recomienda, en particular, para redes que requieran un alto
grado de fiabilidad.
Las principales ventajas son:
-Recursos centralizados: debido a que el servidor es el centro de la red, puede administrar los
recursos que son comunes a todos los usuarios, por ejemplo: una base de datos centralizada se
utilizaría para evitar problemas provocados por datos contradictorios y redundantes.
-Seguridad mejorada: ya que la cantidad de puntos de entrada que permite el acceso a los
datos no es importante.
-Administración al nivel del servidor: ya que los clientes no juegan un papel importante en este
modelo, requieren menos administración.
-Red escalable: gracias a esta arquitectura, es posible quitar o agregar clientes sin afectar el
funcionamiento de la red y sin la necesidad de realizar mayores modificaciones.
Desventajas de la arquitectura cliente/servidor:
La arquitectura cliente/servidor también tiene las siguientes desventajas:
-Costo elevado: debido a la complejidad técnica del servidor.
-Un eslabón débil: el servidor es el único eslabón débil en la red de cliente/servidor, debido a
que toda la red está construida en torno a él. Afortunadamente, el servidor es altamente
tolerante a los fallos (principalmente gracias al sistema RAID).
Cableado estructurado:
El cableado estructurado consiste en el tendido de cables de par trenzados blindados (STP) o
no blindados (UTP) en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de área
local (LAN). Suele tratarse de cable de par trenzado de cobre, para redes de tipo IEEE 802.3. No
obstante, también puede tratarse de fibra óptica o cable coaxial.
Sirven para: Proporcionan los medios para transportar señales de telecomunicaciones entre el
área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones.
Categorías:
Componentes del cableado estructurado.
Subsistemas.
Cableado Horizontal:
La norma EIA/TIA 568A define el cableado horizontal de la siguiente forma: el sistema de
cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se
extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones o viceversa.
El cableado horizontal consiste de dos elementos básicos: rutas y espacios horizontales
(también llamado "sistemas de distribución horizontal"). Las rutas y espacios horizontales son
utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del
área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los
"contenedores" del cableado Horizontal.
El cableado horizontal incluye:
-Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo (en
inglés: work area outlets, WAO).
-Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de
telecomunicaciones.
-Paneles de empalme (patch panels) y cables de empalme utilizados para configurar las
conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones.
Cableado Vertical:
El cableado backbone se refiere al cableado utilizado para conectar los cuartos de
telecomunicaciones a las salas de equipamiento donde suelen ubicar los servidores.
El cableado backbone también interconecta múltiples cuartos de telecomunicaciones en toda
la instalación. A menudo, estos cables se enrutan fuera del edificio a la conexión WAN o ISP.
Los backbones , o cableado vertical, se utilizan para el tráfico agregado, como el tráfico de
entrada o de salida de Internet, y para el acceso a los recursos corporativos en una ubicación
remota.
Gran parte del tráfico desde varias áreas de trabajo utilizará el cableado backbone para
acceder a los recursos externos del área o la instalación. Por lo tanto, los backbones generalmente
requieren den medios de ancho de banda superiores como el cableado de fibra óptica.
Es el encargado de interconectar los closet de telecomunicaciones, los cuartos de equipos y la
acometida.
Se acepta cable UTP, STP, y fibra óptica monomodo y multimodo.
Cables utilizados y distancias.
UTP (voz): 800 mts.
F.O. multimodo: 2000mts.
STP (voz): 700 mts.
F.O. monomodo: 3000 mts.
UTP (datos): 90 mts.
Se mantiene topología en estrella.
Cuarto de telecomunicaciones:
Un cuarto de telecomunicaciones es el área en un edificio utilizada para el uso exclusivo de
equipo asociado con el sistema de cableado de telecomunicaciones. El espacio del cuarto de
comunicaciones no debe ser compartido con instalaciones eléctricas que no sean de
telecomunicaciones. El cuarto de telecomunicaciones debe ser capaz de albergar equipo de
telecomunicaciones, terminaciones de cable y cableado de interconexión asociado. El diseño
de cuartos de telecomunicaciones debe considerar, además de voz y datos, la incorporación de
otros sistemas de información del edificio tales como televisión por cable (CATV), alarmas,
seguridad, audio y otros sistemas de telecomunicaciones. Todo edificio debe contar con al
menos un cuarto de telecomunicaciones o cuarto de equipo. No hay un límite máximo en la
cantidad de cuartos de telecomunicaciones que pueda haber en un edificio.
Área de trabajo:
El área de trabajo se extiende de la toma/conector de telecomunicaciones o el final del
sistema de cableado horizontal, hasta el equipo de la estación y está fuera del alcance de la
norma EIA/TIA 568A.
El área de trabajo consta de 2 rosetas (1 para Voz y 1 para Datos) y 4 enchufes.
HARDWARE:
Rack:
Un rack es un soporte metálico destinado a alojar equipamiento electrónico, informático y de
comunicaciones. Las medidas para la anchura están normalizadas para que sean compatibles
con equipamiento de distintos fabricantes. También son llamados bastidores, cabinas y
armarios.
Patch Panel:
Un (patch panel, también denominado bahía de rutas, es el elemento encargado de recibir
todos los cables del cableado estructurado.
Sirve como organizador de las conexiones de la red, para que los elementos relacionados de
la red de área local (LAN) y los equipos de conectividad puedan ser fácilmente incorporados al
sistema, y además los puertos de conexión de los equipos activos de la red (switch, router,
etcétera) no tengan daños por el constante trabajo de retirar e introducir los conectores en sus
puertos.
Son paneles electrónicos utilizados en algún punto de una red informática o sistema de
comunicaciones (analógico o digital) en donde terminan todos los cables de red.
Switch:
Es el dispositivo digital lógico de interconexión de equipos. Su función es interconectar dos o
más segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección
MAC de destino de las tramas en la red.
Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples tramos de una red,
fusionándolos en una sola red.
HUB:
Es el dispositivo que permite centralizar el cableado de una red de computadoras, para luego
poder ampliarla.
Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus
diferentes puertos (repetidor).
Regleta de alimentación:
Sirven para obtener varias tomas de corriente de una solo enchufe, pero existen regletas
especiales en el mercado que protegen de sobre tensiones y picos de corriente a todo aparato
conectado a ellas.
Router:
Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red. Su función principal consiste en
enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra
Punto de acceso:
Un punto de acceso inalámbrico (en inglés: Wireless Access Point, conocido por las
siglas WAP o AP), en una red de computadoras, es un dispositivo de red que interconecta
equipos de comunicación alámbrica para formar una red inalámbrica que
interconecta dispositivos móviles o con tarjetas de red inalámbricas.
Los WAP son dispositivos que permiten la conexión inalámbrica de un dispositivo móvil de
cómputo (computadora, tableta, smartphone) con una red. Normalmente, un WAP también
puede conectarse a una red cableada, y puede transmitir datos entre los dispositivos
conectados a la red cableada y los dispositivos inalámbricos.
Los WAP tienen asignadas direcciones IP, para poder ser configurados.
Muchos WAP pueden conectarse entre sí para formar una red aún mayor, permitiendo
realizar roaming.
Cableado:
El cable de par trenzado consiste en ocho hilos de cobre aislados entre sí, trenzados de dos en
dos que se entrelazan de forma helicoidal. De esta forma el par trenzado constituye
un circuito que puede transmitir datos.
Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan
los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva.
Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares
cercanos.
Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro,
recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante un color.
Tipos de cables:
Cable Directo:
El cable directo de red sirve para conectar dispositivos desiguales, como un computador con
un hub o switch. En este caso, ambos extremos del cable deben tener la misma distribución.
No existe diferencia alguna en la conectividad entre la distribución 568B y la distribución 568A
siempre y cuando en ambos extremos se use la misma, en caso contrario hablamos de
un cable cruzado.
Cable Cruzado:
Un cable cruzado es un cable que interconecta todas las señales de salida en un conector con
las señales de entrada en el otro conector, y viceversa; permitiendo a dos dispositivos
electrónicos conectarse entre sí con una comunicación full dúplex. El término se refiere
comúnmente al cable cruzado de Ethernet, pero otros cables pueden seguir el mismo
principio. También permite transmisión confiable vía una conexión Ethernet.
Conectores RJ-45:
Es una interfaz física comúnmente utilizada para conectar redes de
computadoras con cableado estructurado. Posee ocho pines o conexiones eléctricas, que
normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado (UTP).
Rosetas:
Las rosetas son pequeñas cajas que recubren y protegen a los conectores ya sea de red o de
telefonía.
Canaletas:
Las canaletas son tubos metálicos o plásticos que conectados de forma correcta proporcionan
al cable una mayor protección en contra de interferencias electromagnéticas originadas por los
diferentes motores eléctricos.
Normativas del cableado estructurado:
ANSI/TIA/EIA-568-B: Cableado de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales sobre cómo
instalar el Cableado: TIA/EIA 568-B1 Requerimientos generales; TIA/EIA 568-B2: Componentes
de cableado mediante par trenzado balanceado; TIA/EIA 568-B3 Componentes de cableado,
Fibra óptica.
ANSI/TIA/EIA-569-A: Normas de Recorridos y Espacios de Telecomunicaciones en Edificios
Comerciales sobre cómo enrutar el cableado.
ANSI/TIA/EIA-570-A: Normas de Infraestructura Residencial de Telecomunicaciones.
ANSI/TIA/EIA-606-A: Normas de Administración de Infraestructura de Telecomunicaciones en
Edificios Comerciales.
ANSI/TIA/EIA-607: Requerimientos para instalaciones de sistemas de puesta a tierra de
Telecomunicaciones en Edificios Comerciales.
ANSI/TIA/EIA-758: Norma Cliente-Propietario de cableado de Planta Externa de
Telecomunicaciones.
Norma para cableado Horizontal:
Cableado Horizontal, es decir, el cableado que va desde el armario de Telecomunicaciones a la
toma de usuario.
No se permiten puentes, derivaciones y empalmes a lo largo de todo el trayecto del cableado.
Se debe considerar su proximidad con el cableado eléctrico que genera altos niveles de
interferencia electromagnética (motores, elevadores, transformadores, etc.) y cuyas
limitaciones se encuentran en el estándar ANSI/EIA/TIA 569.
La máxima longitud permitida independientemente del tipo de medio de Txutilizado es 100m =
90 m + 3 m usuario + 7 m patchpannel.
Norma para Cableado Vertical:
Cableado vertical, es decir, la interconexión entre los armarios de telecomunicaciones, cuarto
de equipos y entrada de servicios.
Se utiliza un cableado Multipar UTP y STP, y también, Fibra óptica Multimodoy Monomodo.
La Distancia Máximas sobre Voz, es de: UTP 800 metros; STP 700 metros; Fibra MM
62.5/125um 2000 metros.