Redes de computadores
- 1. 1 Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos (computadoras y/o dispositivos) conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.), servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc. Una red de comunicaciones es un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos (no jerárquica -máster/Slave-). Normalmente se trata de transmitir datos, audio y vídeo por ondas electromagnéticas a través de diversos medios (aire, vacío, cable de cobre, cable de fibra óptica, etc.). Para simplificar la comunicación entre programas (aplicaciones) de distintos equipos, se definió el Modelo OSI por la ISO, el cual especifica 7 distintas capas de abstracción. Con ello, cada capa desarrolla una función específica con un alcance definido. El término red informática hace referencia a un conjunto de equipos y dispositivos informáticos conectados entre sí, cuyo objeto es transmitir datos para compartir recursos e información. Si bien existen diversas clasificaciones de redes informáticas, la más reconocida es aquella que las distingue de acuerdo a su alcance. De esta manera los tipos de redes son:
- 2. 2 RED DE ÁREA PERSONAL o PAN (Personal area network). Es una red conformada por una pequeña cantidad de equipos, establecidos a una corta distancia uno de otro. Esta configuración permite que la comunicación que se establezca sea rápida y efectiva. RED DE ÁREA LOCAL o LAN (Local area network). Esta red conecta equipos en un área geográfica limitada, tal como una oficina o edificio. De esta manera se logra una conexión rápida, sin inconvenientes, donde todos tienen acceso a la misma información y dispositivos de manera sencilla. RED DE ÁREA METROPOLITANA o MAN (Metropolitan area network). Ésta alcanza un área geográfica equivalente a un municipio. Se caracteriza por utilizar una tecnología análoga a las redes LAN, y se basa en la utilización de dos buses de carácter unidireccional, independientes entre sí en lo que se refiere a la transmisión de datos. RED DE ÁREA AMPLIA o WAN (Wide area network). Estas redes se basan en la conexión de equipos informáticos ubicados en un área geográfica extensa, por ejemplo entre distintos continentes. Al comprender una distancia tan grande la transmisión de datos se realiza a una velocidad menor en relación con las redes anteriores. Sin embargo, tienen la ventaja de trasladar una cantidad de información mucho mayor. La conexión es realizada a través de fibra óptica o satélites. RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA o WLAN (Wireless Local Area Network). Es un sistema de transmisión de información de forma inalámbrica, es decir, por medio de
- 3. 3 satélites, microondas, etc. Nace a partir de la creación y posterior desarrollo de los dispositivos móviles y los equipos portátiles, y significan una alternativa a la conexión de equipos a través de cableado. El término topología se refiere a la forma en que está diseñada la red, bien físicamente (rigiéndose de algunas características en su hardware) o bien lógicamente (basándose en las características internas de su software). La topología de red es la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos). Para el día de hoy, existen al menos cinco posibles topologías de red básicas: malla, estrella, árbol, bus y anillo.
- 4. 4 TOPOLOGÍA EN MALLA En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta. Por tanto, una red en malla completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales físicos para enlazar n dispositivos. Para acomodar tantos enlaces, cada dispositivo de la red debe tener sus puertos de entrada/salida (E/S). Una malla ofrece varias ventajas sobre otras topologías de red. En primer lugar, el uso de los enlaces dedicados garantiza que cada conexión sólo debe transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados, eliminando el problema que surge cuando los enlaces son compartidos por varios dispositivos. En segundo lugar, una topología en malla es robusta. Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema. Otra ventaja es la privacidad o la seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado. Las fronteras físicas evitan que otros usuarios puedan tener acceso a los mensajes.
- 5. 5 VENTAJAS: -Un fallo en el equipo no afecta al resto de la red -El sistema ofrece un incremento de la fiabilidad y facilidad para resolver problemas DESVENTAJAS: -El sistema tiene un alto coste, debido a la utilización de mucho cableado TOPOLOGÍA EN ESTRELLA En la topología en estrella cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador. Los dispositivos no están directamente enlazados entre sí. A diferencia de la topología en malla, la topología en estrella no permite el tráfico directo de dispositivos. El controlador actúa como un intercambiador: si un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los datos al controlador, que los retransmite al dispositivo final.
- 6. 6 Una topología en estrella es más barata que una topología en malla. En una red de estrella, cada dispositivo necesita solamente un enlace y un puerto de entrada/salida para conectarse a cualquier número de dispositivos. Este factor hace que también sea más fácil de instalar y reconfigurar. Además, es necesario instalar menos cables, y la conexión, desconexión y traslado de dispositivos afecta solamente a una conexión: la que existe entre el dispositivo y el concentrador. VENTAJAS: -Gran facilidad de instalación -Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas. -Facilidad para la detección de fallo y su reparación. DESVENTAJAS: -Requiere más cable que la topología de BUS. -Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados. -Se han de comprar hubs o concentradores. TOPOLOGÍA EN 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
- 7. 7 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. VENTAJAS: -Cableado punto a punto para segmentos individuales. -Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
- 8. 8 DESVENTAJAS: -La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. -Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. -Es más difícil su configuración. TOPOLOGÍA EN BUS Una topología de bus es multipunto. Un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la red. Los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión (latiguillos) y sondas. Un cable de conexión es una conexión que va desde el dispositivo al cable principal. Una sonda es un conector que, o bien se conecta al cable principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico. Entre las ventajas de la topología de bus se incluye la sencillez de instalación. El cable troncal puede tenderse por el camino más eficiente y, después, los nodos se pueden conectar al mismo
- 9. 9 mediante líneas de conexión de longitud variable. De esta forma se puede conseguir que un bus use menos cable que una malla, una estrella o una topología en árbol. VENTAJAS: -Es Más fácil conectar nuevos nodos a la red -Requiere menos cable que una topología estrella. DESVENTAJAS: -Toda la red se caería se hubiera una ruptura en el cable principal. -Se requiere terminadores. -Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red cae. -No se debe utilizar como única solución en un gran edificio. TOPOLOGÍA EN ANILLO En una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor.
- 10. 10 Un anillo es relativamente fácil de instalar y reconfigurar. Cada dispositivo está enlazado solamente a sus vecinos inmediatos (bien físicos o lógicos). Para añadir o quitar dispositivos, solamente hay que mover dos conexiones. Las únicas restricciones están relacionadas con aspectos del medio físico y el tráfico (máxima longitud del anillo y número de dispositivos). Además, los fallos se pueden aislar de forma sencilla. Generalmente, en un anillo hay una señal en circulación continuamente. VENTAJAS: -Gran facilidad de instalación -Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas. -Facilidad para la detección de fallo y su reparación. -Inconvenientes de la Topología de Estrella. -Requiere más cable que la topología de BUS. -Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados. -Se han de comprar hubs o concentradores.
- 11. 11 DESVENTAJAS: -Una ruptura de cable o fallo de un nodo afecta a toda la red. -La topología de anillo utiliza más cable que la de bus. -En algunos tipos de topologías de anillo es necesario bajar todo el sistema para agregar nodos. -Posee una mayor lentitud en la transmisión de la señal, debido a que la información es repartida por todo el anillo. -Si bien una topología cuesta un poco más que otra, la diferencia no es significativa. Los costos de una red están afectados por la selección de hardware y media que se hagan. De cualquier manera se recomienda la utilización de la topología de estrella por su maniobrabilidad Los principales elementos y más fundamentales que permiten la administración y manejo de una red de comunicación son los siguientes: SERVIDOR. Es una computadora utilizada para gestionar el sistema de archivos de la red, da servicio a las impresoras, controla las comunicaciones y realiza otras funciones. Puede ser dedicado o no dedicado.
- 12. 12 ESTACIONES DE TRABAJO. Se pueden conectar a través de la placa de conexión de red y el cableado correspondiente. Los terminales ´tontos´ utilizados con las grandes computadoras y minicomputadoras son también utilizadas en las redes, y no poseen capacidad propia de procesamiento. Sin embargo las estaciones de trabajo son, generalmente, sistemas inteligentes. Los terminales inteligentes son los que se encargan de sus propias tareas de procesamiento, así que cuanto mayor y más rápido sea el equipo, mejor. Los terminales tontos en cambio, utilizan el espacio de almacenamiento así como los recursos disponibles en el servidor. TARJETAS DE CONEXIÓN DE RED (INTERFACE CARDS). Permiten conectar el cableado entre servidores y estaciones de trabajo. En la actualidad existen numerosos tipos de placas que soportan distintos tipos de cables y topologías de red. Las placas contienen los protocolos y órdenes necesarios para soportar el tipo de red al que está destinada. Muchas tienen memoria adicional para almacenar temporalmente los paquetes de datos enviados y recibidos, mejorando el rendimiento de la red. CABLEADO Una vez que tenemos las estaciones de trabajo, el servidor y las placas de red, requerimos interconectar todo el conjunto.
- 13. 13 Los tipos de cableado de red más populares son: par trenzado, cable coaxial y fibra óptica. Además se pueden realizar conexiones a través de radio o microondas. Cada tipo de cable o método tiene sus ventajas y desventajas. Algunos son propensos a interferencias, mientras otros no pueden usarse por razones de seguridad. La velocidad y longitud del tendido son otros factores a tener en cuenta el tipo de cable a utilizar. PAR TRENZADO.- Consiste en dos hilos de cobre trenzado, aislados de forma independiente y trenzados entre sí. El par está cubierto por una capa aislante externa. Entre sus principales ventajas tenemos: + Es una tecnología bien estudiada + No requiere una habilidad especial para instalación + La instalación es rápida y fácil + La emisión de señales al exterior es mínima. + Ofrece alguna inmunidad frente a interferencias, modulación cruzada y corrosión. CABLE COAXIAL.- Se compone de un hilo conductor de cobre envuelto por una malla trenzada plana que hace las funciones de tierra. Entre el hilo conductor y la malla hay una capa gruesa de material aislante, y todo el conjunto está protegido por una cobertura externa. El cable está disponible en dos espesores: grueso y fino. El cable grueso soporta largas distancias, pero es más caro. El cable fino puede ser más práctico para conectar puntos cercanos.
- 14. 14 El cable coaxial ofrece las siguientes ventajas: + Soporta comunicaciones en banda ancha y en banda base. + Es útil para varias señales, incluyendo voz, video y datos. + Es una tecnología bien estudiada. CONEXIÓN FIBRA ÓPTICA.- Esta conexión es cara, permite transmitir la información a gran velocidad e impide la intervención de las líneas. Como la señal es transmitida a través de luz, existen muy pocas posibilidades de interferencias eléctricas o emisión de señal. El cable consta de dos núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que refractan la luz de forma distinta. La fibra está encapsulada en un cable protector. Ofrece las siguientes ventajas: + Alta velocidad de transmisión + No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la seguridad + Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada. + Mayor economía que el cable coaxial en algunas instalaciones. + Soporta mayores distancias ¿CUAL ES EL OBJETIVO PRINCIPAL DE CREAR UNA RED DE COMPUTADORES? El objetivo primordial de una red, en general, es el de compartir recursos entre los equipos integrantes de esa red, sin importar la localización física de cada equipo. Es poder optimizar la utilización de los recursos compartidos.
- 15. 15 INTERNET Podemos definir a Internet como una "red de redes", es decir, una red que no sólo interconecta computadoras, sino que interconecta redes de computadoras entre sí. Una red de computadoras es un conjunto de máquinas que se comunican a través de algún medio (cable coaxial, fibra óptica, radiofrecuencia, líneas telefónicas, etc.) con el objeto de compartir recursos. De esta manera, Internet sirve de enlace entre redes más pequeñas y permite ampliar su cobertura al hacerlas parte de una "red global". Esta red global tiene la característica de que utiliza un lenguaje común que garantiza la intercomunicación de los diferentes participantes; este lenguaje común o protocolo (un protocolo es el lenguaje que utilizan las computadoras al compartir recursos) se conoce como TCP/IP. Así pues, Internet es la "red de redes" que utiliza TCP/IP como su protocolo de comunicación. Internet es un acrónimo de INTERconected NETworks (Redes interconectadas). Para otros, Internet es un acrónimo del inglés INTERnational NET, que traducido al español sería Red Mundial. INTRANET Una intranet es una red de computadoras similar a internet, aunque para uso exclusivo de una determinada organización, es decir que solamente las PC de la empresa pueden acceder a ella.
- 16. 16 Esta tecnología permite la comunicación de un departamento con todos los empleados de la empresa. Dentro de una empresa todos los departamentos poseen algún tipo de información que es necesario transmitir a los otros departamentos o directamente con los empleados. EXTRANET Una extranet es una red de ordenadores interconectada que utiliza los estándares de Internet. El acceso a esa red está restringido a un determinado grupo de empresas y organizaciones independientes que necesitan trabajar de manera coordinada para ahorrar tiempo y dinero en sus relaciones de negocio. Una extranet es adecuada para aquellas empresas cuyas cadenas de valor (value chain) son interdependientes, tienen necesidad de comunicarse datos confidenciales entre ellas y el utilizar la tecnología de Internet supone un importante ahorro de tiempo y dinero. Una extranet funciona como Internet, es decir, ambas utilizan los mismos estándares tecnológicos. La seguridad en el diseño de la extranet es fundamental para asegurar: que los datos confidenciales sigan siendo confidenciales pese a viajar por la red y que sólo las personas autorizadas tengan acceso a la información que se comunican las distintas empresas participantes en la Extranet.