El presente blog esta diseñado para aquellas personas que desean aprender más sobre las redes de computadoras, mi nombre es Ronny Aguilera estudiante de 7mo semestre de Informática en la Universidad Central del Ecuador.
El objetivo de este blog es poder compartir mis conocimientos acerca de las redes de computadoras. Asimismo, conocer acerca de su pareces de este tema. Finalmente, el contenido esta dirigido para principiantes y expertos de la redes de computadoras.
Contenido:
Tema 1: Sistemas en red
Tema 2: Redes de Área Local
Tema 3: Generalidades sobre interconexión de redes MAN y WAN.
La evolución en las últimas décadas de los sistemas de
información constituyó sistemas basados en servidores centralizados, conectados
a un modo remoto que era común a todos, compartiendo el tiempo de proceso de la
única unidad central. A sistemas corporativos de computación descentralizados,
en los cuales los recursos de información y computadoras se encuentran
distribuidos por toda la organización.
Por los años 70, aparece la microinformática y con
ello los miniordenadores, facilitando una arquitectura ligera y flexible, haciendo
posible la descentralización de los procesos mediante herramientas evolutivas
adaptadas a tecnologías nuevas, los equipos inicialmente desarrollados,
consistían en servidores de terminales que conectaban terminales no
inteligentes mediante cable coaxial.
En los años 80, los usuarios fueron ganando
importancia en la era de la información con la computadora personal almacenando
grandes cantidades de información en sus propios ordenadores, apareciendo con
esto las primeras redes de área local ( LAN ) constituyendo un sistema de
comunicación integrado por distintos usuarios (terminales, servidores, etc.)
permitiendo la transferencia en altas velocidades de los datos, en distancias
cortas, surgiendo el problema de robo de datos, corrupción y escuchas que en
cierta medida se incrementaba.
La sociedad ha dedicado su esfuerzo, en lograr el
desarrollo de medios que permitan la comunicación entre áreas geográficamente
distantes, como: el espacio exterior, internacionales, nacionales, locales;
iniciándose en la telefonía analógica, siguiendo una evolución hasta llegar en
la actualidad a lo que se lo conoce como Internet, que es un ambiente de “red
de redes”.
El acople o unión de redes se lo hace mediante
dispositivos de interconexión. Las redes se diferencian ya sea, por su
protocolo de comunicación, el medio de transmisión, la tecnología que aplica,
el sistema operativo que maneja, entre otros.
Generalidades de la red
CONCEPTO DE REDES
Es un sistema de permite acceder a la comunicación de
datos que enlaza dos o más computadoras y diferentes dispositivos, logrando así
que estas puedan compartir el trabajo y la información, libre de su arquitectura,
características físicas y lógicas, como topologías, sistemas de transmisión,
acceso y conmutación, medios de transmisión y modelos matemáticos del
comportamiento de la red para evaluar sus parámetros de calidad.
TIPOS
DE REDES
Su clasificación se establece en función de dimensión,
radio de acción, y localización geográfica, (distancia entre nodos). Cable de
Fibra Óptica Filamento de vidrio sumamente delgado diseñado para la transmisión
de luz. Tecnología de Radio. Utilizada en redes inalámbricas.
Red de Área Local LAN. Se expande en un área
relativamente pequeña. Éstas se encuentran comúnmente dentro de una edificación
o un conjunto de edificaciones que estén contiguos, proporciona interconexión a
una variedad de dispositivos.
Red de Área Metropolitana MAN. De tamaño superior a
una LAN, soliendo abarcar el tamaño de una ciudad. Es típica de empresas y
organizaciones que poseen oficinas distintas repartidas en una misma área
metropolitana, por lo que en su tamaño máximo comprenden un área de unos 10
kilómetros.
Red de Área Extendida WAN. Red de campus,
metropolitana o extendida comprende un espacio geográfico mayor, debido a que
las organizaciones grandes tienen la necesidad de interconectar sistemas en
edificios distintos, en campus de universidades y empresas.
TOPOLOGIA DE REDES
La topología de una red define la distribución de cada
estación con relación a la red y a las demás estaciones, todas ellas tienen sus
ventajas e inconvenientes. La elección de una topología se encuentra en gran
parte influenciada por el tipo de acceso al medio utilizado, número de host a
interconectar, etc.
Ethernet es la tecnología
tradicional para conectar dispositivos en una red de área local (LAN) o
una red de área amplia (WAN) por cable, lo que les permite
comunicarse entre sí a través de un protocolo: un conjunto de reglas o lenguaje
de red común. Ethernet describe cómo los dispositivos de red pueden formatear y
transmitir datos para que otros dispositivos del mismo segmento de red de área
local o de campus puedan reconocer, recibir y procesar la información. Un cable
Ethernet es el cableado físico, encapsulado, por el que viajan los datos.
Los dispositivos conectados que
acceden a una red localizada geográficamente con un cable –es decir, con una
conexión alámbrica en lugar de inalámbrica– probablemente utilizan Ethernet.
Desde las empresas hasta los jugadores, diversos usuarios finales dependen de
las ventajas de la conectividad Ethernet, que incluyen fiabilidad y seguridad.
En comparación con la
tecnología LAN inalámbrica (WLAN), Ethernet suele ser menos vulnerable a
las interrupciones. También puede ofrecer un mayor grado de seguridad y control
de la red que la tecnología inalámbrica, ya que los dispositivos deben
conectarse mediante un cableado físico. Esto dificulta el acceso de extraños a
los datos de la red o el secuestro del ancho de banda para dispositivos no
autorizados.
Ventajas y desventajas
Ethernet tiene muchas ventajas
para los usuarios, y por eso se ha hecho tan popular. Sin embargo, también
tiene algunas desventajas.
Ventajas
·Costo
relativamente bajo;
·compatibilidad
con versiones anteriores;
·generalmente
resistente al ruido;
·buena
calidad de transferencia de datos;
·velocidad;
·fiabilidad;
y
·seguridad
de los datos: se pueden utilizar los firewalls habituales.
Desventajas
·Está
pensado para redes más pequeñas y de menor distancia.
·La
movilidad es limitada.
·El
uso de cables más largos puede crear diafonía.
·No
funciona bien con aplicaciones en tiempo real o interactivas.
·El
aumento del tráfico hace que la velocidad de Ethernet disminuya.
·Los
receptores no acusan recibo de los paquetes de datos.
·A
la hora de solucionar los problemas, es difícil determinar qué cable o nodo
específico está causando el problema.
Topologías
de Red:
Es el arreglo físico o lógico en
el cual los dispositivos o nodos de una red (computadoras, impresoras, servidores,
hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de
comunicación.
Cuando se menciona la topología de redes, se
hace referencia a la forma geométrica en que están distribuidas las estaciones
de trabajo y los cables que las conectan. Su objetivo es buscar la forma más económica y
eficaz de conexión para, al mismo tiempo, aumentar la fiabilidad
del sistema, evitar los tiempos de espera en la transmisión, permitir un
mejor control de la red y lograr de forma eficiente el aumento del número de
las estaciones de trabajo.
Existen 2 tipos de medio de
comunicación:
1.Topología física: Se refiere al
diseño actual del medio de transmisión de la red
2.Topología lógica: Se refiere a
la trayectoria lógica que una señal a su paso por los nodos de la red.
Existen
varias topologías de red básicas (ducto, estrella, anillo y malla), pero
también existen redes híbridas que combinan una o más de las topologías
anteriores en una misma red.
Topología
de ducto (bus)
Una
topología de ducto o bus está caracterizada por una dorsal principal con
dispositivos de red interconectados a lo largo de la dorsal. Las redes de
ductos son consideradas como topologías pasivas. Las computadoras
"escuchan" al ducto. Cuando éstas están listas para transmitir, ellas
se aseguran de que no haya nadie más transmitiendo en el ducto, y entonces
ellas envían sus paquetes de información. Las redes de ducto basadas en
contención (ya que cada computadora debe contender por un tiempo de
transmisión) típicamente emplean la arquitectura de red ETHERNET.
Las
redes de bus comúnmente utilizan cable coaxial como medio de comunicación, las
computadoras se contaban al ducto mediante un conector BNC en forma de T. En el
extremo de la red se ponía un terminador (si se utilizaba un cable de 50 ohm,
se ponía un terminador de 50 ohms también).
Las
redes de ducto son fáciles de instalar y de extender. Son muy susceptibles a
quebraduras de cable, conectores y cortos en el cable que son muy difíciles de
encontrar. Un problema físico en la red, tal como un conector T, puede tumbar
toda la red.
Topología de estrella (star)
En
una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un
dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés) o a un
conmutador de paquetes (swicth en inglés).
En
un ambiente LAN cada computadora se conecta con su propio cable (típicamente
par trenzado) a un puerto del hub o switch. Este tipo de red sigue siendo
pasiva, utilizando un método basado en contención, las computadoras escuchan el
cable y contienden por un tiempo de transmisión.
Debido
a que la topología estrella utiliza un cable de conexión para cada computadora,
es muy fácil de expandir, sólo dependerá del número de puertos disponibles en
el hub o switch (aunque se pueden conectar hubs o switchs en cadena para así
incrementar el número de puertos). La desventaja de esta topología en la
centralización de la comunicación, ya que, si el hub falla, toda la red se cae.
Hay
que aclarar que, aunque la topología física de una red Ethernet basada en hub
es estrella, la topología lógica sigue siendo basada en ducto.
Topología de anillo (ring)
Una
topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el
cable en un círculo físico. La topología de anillo mueve información sobre el
cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las
computadoras en la red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la
siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una
computadora en particular en la red por un "token". El token circula
alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al
token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el
cable. La computadora destino envía un mensaje (a la computadora que envió los
datos) que dé fueron recibidos correctamente. La computadora que transmitió los
datos crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el
ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.
Topología de malla (mesh)
La
topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los dispositivos
de la red, así como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en
la red está conectado a todos los demás (todos conectados con todos). Este tipo
de tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el cable como medio, pero
puede ser inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red puede
seguir operando si una conexión se rompe.
Las
redes de malla, obviamente, son más difíciles y caras para instalar que las
otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.
Topología de Árbol:
La
topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los
nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla el
tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan
directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se
conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador
central. El controlador central del árbol es un concentrador activo. Un
concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware
que regenera los patrones de bits recibidos antes de retransmitidos.
Retransmitir
las señales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la distancia a la
que puede viajar la señal. Los concentradores secundarios pueden ser activos o
pasivos. Un concentrador pasivo proporciona solamente una conexión física entre
los dispositivos conectados.
Generalidades sobre interconexión a
redes Man y Wan
REDES
DE ÁREA LOCAL (LAN):
Las infraestructuras de red pueden
variar en gran medida en términos de:
El tamaño del área cubierta
El número de usuarios conectados
El número y los tipos de servicios disponibles
Una red individual generalmente cubre
una única área geográfica y proporciona servicios y aplicaciones a personas
dentro de una estructura organizacional común, como una empresa, un campus o
una región. Este tipo de red se denomina Red de área local (LAN). Una LAN por
lo general está administrada por una organización única. El control
administrativo que rige las políticas de seguridad y control de acceso está
implementado en el nivel de red.
REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN):
Por lo general, las organizaciones
individuales alquilan las conexiones a través de una red de proveedores de
servicios de telecomunicaciones. Estas redes que conectan las LAN en
ubicaciones separadas geográficamente se conocen como Redes de área amplia
(WAN). Aunque la organización mantiene todas las políticas y la
administración de las LAN en ambos extremos de la conexión, las políticas
dentro de la red del proveedor del servicio de comunicaciones las controlada
el TSP.
Las WAN utilizan dispositivos de red
diseñados específicamente para realizar las interconexiones entre las LAN.
Dada la importancia de estos dispositivos para la red, la configuración, la
instalación y el mantenimiento de los mismos son aptitudes complementarias de
la función de la red de una organización.
Las LAN y las WAN son muy útiles para
las organizaciones individuales. Conectan a los usuarios dentro de la
organización. Permiten gran cantidad de formas de comunicación que incluyen
intercambio de correos electrónicos, capacitación corporativa y acceso a
recursos.
Correo
electrónico
La
primera forma de transmitir información a través de lnternet fueron los
protocolos en código ASCII, donde los usuarios podían enviarse entre sí
los datos pertinentes de ordenador a ordenador. Esto dio origen
al hoy utilizadísimo correo electrónico (e-mail), quizás el servicio de
Internet más empleado ya que permite enviar información puntual y de
forma rápida. En la actualidad este protocolo ha evolucionado desde el
envío de mensajes sólo en formato de texto, hasta la transmisión de
elementos en formatos gráficos, de audio, vídeo, HTML,
etc. gracias al protocolo MIME (Multipurpose Internet Mail Extension), un
sistema que permite integrar dentro de un mensaje de correo electrónico
ficheros binarios (imágenes, sonido, programas ejecutables, etc.).
El
correo electrónico no es más que un mensaje electrónico enviado desde un
ordenador a otro, ya sean mensajes personales, laborales, comerciales, etc. El
contenido es al gusto de quien envía el mensaje. También pueden mandarse
mensajes con archivos adjuntos y pueden adjuntarse todo tipo de documentos
y archivos (texto, imágenes, etc.) o incluso programas. Esta es la causa de
muchos de los virus que corren por la red. Existen programas
como UUencode que convierten un archivo binario, como una
foto o un gráfico, en un archivo ASCII de texto, de manera que pueda
ser enviado como documento adjunto en un correo electrónico o ser descargado a
partir de un grupo de discusión. Una vez recibido el mensaje, UUdecode
devuelve el fichero a su formato original.
De
la misma forma que una carta pasa por varias oficinas postales antes de llegar
a su destino, los e-mails pasan de un ordenador a otro (mail
server) o servidor de correo, a otro a medida que viajan por la Internet.
Cuando llegan al servidor de correo de destino, se almacenan en un buzón
electrónico hasta que el destinatario acceda a él. Todo este proceso tarda unos
pocos segundos.
Para
recibir o enviar correos electrónicos sólo es preciso tener acceso a Internet a
través de cualquier proveedor de acceso (ISP) Internet Service Provider y una
cuenta abierta en un servidor de correo. El servidor de correo nos dará una
dirección y una clave de acceso. Casi todos los proveedores de acceso a
Internet (ISPs) y los principales servicios en línea ofrecen una o varias
direcciones de correo con cada cuenta. La descarga de los mensajes se realiza
a través del servidor SMTP que utiliza el protocolo SMTP (Simple Mail
Transfer Procol) o Protocolo de Transmisión de Correo Simple que, en conjunción
con el servidor y el protocolo POP (Post Office Protocol) o Protocolo de
Oficina de Correos, usado por los ordenadores personales para administrar el
correo electrónico, nos permitirá bajarnos los mensajes a nuestro ordenador.
También se precisa un programa de correo (suele ser el mismo que para las news)
para gestionar las cuentas, bajar y visualizar los correos. Los
principales navegadores suelen llevar gestores de correo
incorporados. Los principales programas para gestionar correo se pueden ver en
la siguiente tabla:
Red de Área
Extensa, también llamada Red de Área Amplia o WAN (sigla inglesa Wide Area Network), son redes de
comunicaciones que conectan equipos destinados a ejecutar programas de usuario (en el nivel de
aplicación) en áreas geográficas de cientos o incluso miles de kilómetros
cuadrados (regiones, países, continentes…).
Técnicas de conmutación
La
conmutación surge como una solución ante la imposibilidad de interconectar todos
los terminales entre sí a través de una línea punto a punto. Para ello se
establece una jerarquía de nodos de conmutación (centrales de conmutación)
interconectadas entre sí, de los que dependen las conexiones de los terminales.
Cada terminal se conecta a su central local. Al intentar una conexión con otro
terminal, las centrales se encargan de establecer uno o más caminos por los que
producir el transporte de la información de modo transparente a los terminales,
definiendo rutas entre redes.
Conmutación
de circuitos
Dos
equipos que deseen comunicarse a través de una red de comunicación que opera con
la técnica de conmutación de circuitos deben establecer una conexión física
entre ellos, esto es, tienen que disponer de una línea que recorra la distancia
física entre ellos
Conmutación de mensajes
En
este tipo de conmutación no se exige la existencia de una línea física entre el
emisor y el receptor. La red de transporte se constituye como una malla de
nodos capaces de enviar y recibir mensajes de comunicación.
Conmutación de paquetes
Frecuentemente
es deseable una comunicación con las características de la arquitectura
de la conmutación de mensajes, pero con la eficiencia de la conmutación de circuitos.
Esto se consigue segmentando los mensajes en ráfagas o paquetes. La arquitectura
de la red conmutada de paquetes supone tener múltiples conexiones entre los nodos
de la red permanentemente abiertas. Cuando un nodo recibe un paquete decide
cual es la línea por la que éste debe salir para alcanzar eficazmente su
destino.
La
constitución física de una red de transporte de paquetes se compone de una serie
de nodos de conmutación de paquetes unidos por líneas de transmisión. Cada nodo
tiene dos funciones básicas:
•
Almacenamiento y transmisión. Cada paquete es recibido en el nodo por una línea
concreta y retransmitido por otra. Esto requiere arbitrar un mecanismo de
almacenamiento temporal del paquete y retransmisión posterior del mismo.
•
Encaminamiento. Es necesario un procedimiento inteligente en cada nodo que
determine la línea concreta por la que debe ser retransmitido el paquete para
que llegue eficazmente a su destino. Estas técnicas se denominan técnicas de
encaminamiento, enrutamiento o routing.
