Una red es un conjunto de
dispositivos físicos "hardware" y de programas "sofware",
mediante el cual podemos comunicar computadoras para compartir recursos
(discos, impresoras, programas, etc.) así como trabajo (tiempo de cálculo, procesamiento
de datos, etc.). A cada una de las computadoras conectadas a la red se le
denomina un nodo.
ALCANCE DE LAS REDES.
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 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.
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.
Cada adaptador de red tiene una dirección exclusiva,
denominada dirección de control de
acceso al medio (media access control,
MAC), incorporada en chips de la tarjeta.
Los adaptadores de red convierten los
datos en señales eléctricas
que pueden transmitirse a través de un cable. Convierten las señales eléctricas
en paquetes de datos que el sistema operativo
del equipo puede entender.
Los adaptadores de red constituyen la
interfaz física entre
el equipo y el cable de red.
Los adaptadores de red, son también denominados tarjetas de
red o NICs (Network Interface Card), se instalan en una ranura de expansión de
cada estación de trabajo y servicio 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 acces control,
MAC).
El adaptador de red realiza las
siguientes funciones:
1. • Recibe datos desde el sistema operaciones del equipo y los convierte en señales eléctricas que
se transmiten por el cable
2. • Recibe señales eléctricas del cable y las traduce en datos que el
sistema operativo del equipo puede entender
3. • Determina si los datos recibidos del cable son para el equipo
4. • 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:
1. • Ser apropiado en función del
tipo de ranura de expansión del equipo
2. • Utilizar el tipo de conector de cable correcto para el cableado
3. • Estar soportado por el sistema operativo del equipo.
CABLES DE RED.
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.
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 equipo.
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.
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.
TOPOLOGÍAS DE
RED:
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.
La topología es tanto física como
lógica:
• La topología física describe cómo
están conectados los componentes físicos de una red.
• La topología lógica describe el modo
en que los datos de la red fluyen a través de componentes físicos.
TOPOLOGÍA DE BUS:
En una topología de bus, todos los
equipos de una red están unidos a un cable continuo, o segmento, que los
conecta en línea recta. En esta topología en línea recta, el paquete se
transmite a todos los adaptadores de red en ese segmento. Importante Los dos
extremos del cable deben tener terminaciones. Todos los adaptadores de red
reciben el paquete de datos.
TOPOLOGÍA EN ESTRELLA:
En una topología en estrella, los
segmentos de cable de cada equipo en la red están conectados a un componente
centralizado, o concentrador. Un concentrador es un dispositivo que conecta
varios equipos juntos. En una topología en estrella, las señales se transmiten
desde el equipo, a través del concentrador, a todos los equipos de la red. A
mayor escala, múltiples LANs pueden estar conectadas entre sí en una topología
en estrella.
Una ventaja de la topología en estrella
es que si uno de sus equipos falla, únicamente este equipo es incapaz de enviar
o recibir datos. El resto de la red funciona normalmente.
TOPOLOGÍA EN ANILLO:
En una topología en anillo, los equipos
están conectados con un cable de forma circular. A diferencia de la topología
de bus, no hay extremos con terminaciones. Las señales viajan alrededor del
bucle en una dirección y pasan a través de cada equipo, que actúa como
repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo.
TOPOLOGÍA DE MALLA:
En una topología de malla, cada equipo
está conectado a cada uno del resto de equipos por un cable distinto. Esta
configuración proporciona rutas redundantes a través de la red de forma que si
un cable falla, otro transporta el tráfico y la red sigue funcionando.
TECNOLOGÍAS DE REDES:
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 costo-beneficio y la
máxima eficacia del diseño de nuestra red.
Hay muchas tecnologías de redes
disponibles, entre las que se encuentran:
Ethernet:
es una popular tecnología LAN
que utiliza el Acceso múltiple con portadora y detección de colisiones (Carrier
Sense Múltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD) entre estaciones con
diversos tipos de cables. Ethernet es pasivo, lo que significa que no requiere
una fuente de alimentación propia, y por tanto no falla a menos que el cable se
corte físicamente o su terminación sea incorrecta. Ethernet se conecta
utilizando una topología de bus en la que el cable está terminado en ambos
extremos.
Token Ring.
Las redes Token ring están
implementadas en una topología en anillo. La topología física de una red Token
Ring es la topología en estrella, en la que todos los equipos de la red están
físicamente conectados a un concentrador o elemento central.
El anillo físico está cableado mediante
un concentrador denominado unidad de acceso multiestación (multistation access
unit, MSAU). La topología lógica representa la ruta del testigo entre equipos,
que es similar a un anillo.
Modo de transferencia asíncrona ATM.
El modo de transferencia asíncrona
(Asynchronous transfer mode, ATM) es una red de conmutación de paquetes que
envía paquetes de longitud fija a través de LANs o WANs, en lugar de paquetes
de longitud variable utilizados en otras tecnologías.
Los paquetes de longitud fija, o
celdas, son paquetes de datos que contienen únicamente información básica de la
ruta, permitiendo a los dispositivos de conmutación enrutar el paquete
rápidamente. La comunicación tiene lugar sobre un sistema punto-a-punto que
proporciona una ruta de datos virtual y permanente entre cada estación.
Interfaz de datos distribuida por fibra
FDDI.
Una red de Interfaz de datos
distribuidos por fibra (Fiber Distributed Data Interface, FDDI)
proporciona conexiones de alta velocidad para varios tipos de redes. FDDI fue
diseñado para su uso con equipos que requieren velocidades mayores que los 10
Mbps disponibles de Ethernet o los 4 Mbps disponibles de Token Ring.
Una red FDDI puede soportar varias LANs de baja capacidad que requieren un backbone de
alta velocidad.
Una red FDDI está formada por dos
flujos de datos similares que fluyen en direcciones opuestas por dos anillos.
Existe un anillo primario y otro secundario. Si hay un problema con el anillo
primario, como el fallo del anillo o una rotura del cable, el anillo se
reconfigura a sí mismo transfiriendo datos al secundario, que continúa
transmitiendo.
Frame Relay.
Frame relay es una red de conmutación
de paquetes que envía paquetes de longitud variable sobre LANs o WANs. Los
paquetes de longitud variable, o tramas, son paquetes de datos que contienen
información de direccionamiento adicional y gestión de errores necesaria para
su distribución.
La conmutación tiene lugar sobre una
red que proporciona una ruta de datos permanente virtual entre cada estación.
Este tipo de red utiliza enlaces digitales de área extensa o fibra óptica y
ofrece un acceso rápido a la transferencia de datos en los que se paga
únicamente por lo que se necesita.
AMPLIACIÓN DE UNA RED:
Para satisfacer las necesidades de red
crecientes de una organización, se necesita ampliar el tamaño o mejorar el
rendimiento de una red. No se puede hacer crecer la red simplemente añadiendo
nuevos equipos y más cable.
Cada topología o arquitectura de red
tiene sus límites. Se 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)
Podemos utilizar repetidores y
concentradores para ampliar una red añadiendo dos o más segmentos de cableado.
Estos dispositivos utilizados habitualmente son económicos y fáciles de
instalar.
Repetidores Los repetidores reciben
señales y las retransmiten a su potencia y definición originales. Esto
incrementa la longitud práctica de un cable (si un cable es muy largo, la señal
se debilita y puede ser irreconocible).
Los concentradores son dispositivos de
conectividad que conectan equipos en una topología en estrella. Los
concentradores contienen múltiples puertos para conectar los componentes de
red.
Si utiliza un concentrador, una rotura
de la red no afecta a la red completa; sólo el segmento y el equipo adjunto al
segmento falla. Un único paquete de datos enviado a través de un concentrador
fluye a todos los equipos conectados. Hay dos tipos de concentradores:
• Concentradores pasivos. Envían la
señal entrante directamente a través de sus puertos sin ningún procesamiento de
la señal. Estos concentradores son generalmente paneles de cableado.
• Concentradores activos. A veces
denominados repetidores multipuerto, reciben las señales entrantes, procesan
las señales y las retransmiten a sus potencias y definiciones originales a los
equipos conectados o componentes.
Puentes (Bridges).
Un puente es un dispositivo que
distribuye paquetes de datos en múltiples segmentos de red que utilizan el
mismo protocolo de comunicaciones. Un puente distribuye una señal a la vez. Si
un paquete va destinado a un equipo dentro del mismo segmento que el emisor, el
puente retiene el paquete dentro de ese segmento. Si el paquete va destinado a
otro segmento, lo distribuye a ese segmento.
Conmutadores o Switches.
Los conmutadores son similares a los
puentes, pero ofrecen una conexión de red más directa entre los equipos de origen
y destino. Cuando un conmutador recibe un paquete de datos, crea una conexión
interna separada, o segmento, entre dos de sus puertos cualquiera y reenvía el
paquete de datos al puerto apropiado del equipo de destino únicamente, basado
en la información de la cabecera de cada paquete. Esto aísla la conexión de los
demás puertos y da acceso a los equipos origen y destino a todo el ancho de
banda de una red.
Enrutadores o routers.
Un enrutador es un dispositivo que
actúa como un puente o conmutador, pero proporciona funcionalidad adicional. Al
mover datos entre diferentes segmentos de red, los enrutadores examinan la
cabecera del paquete para determinar la mejor ruta posible del paquete.
Un enrutador conoce el camino a todos
los segmentos de la red accediendo a información almacenada en la tabla de
rutas. Los enrutadores permiten a todos los usuarios de una red compartir una
misma conexión a Internet o a una WAN.
Puertas de enlace Gateway.
Las puertas de enlace permiten la
comunicación entre diferentes arquitecturas de red. Una puerta de enlace toma
los datos de una red y los empaqueta de nuevo, de modo que cada red pueda
entender los datos de red de la otra.
Una puerta de enlace es cómo un
intérprete. Por ejemplo, si dos grupos de personas pueden físicamente hablar
entre sí pero hablan idiomas diferentes, necesitan un intérprete para
comunicarse. De modo similar, dos redes pueden tener una conexión física, pero
necesitan una puerta de enlace para traducir la comunicación de red.
