REDES DE COMPUTADORAS

Una red de computadoras es una interconexión de computadoras porque sirve para compartir información  recursos y servicios, también se lo denomina conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o mas ordenadores o computadoras.

Los usuarios de una red pueden compartir ficheros, impresoras y otros recursos, enviar mensajes electrónicos y ejecutar programas en otros ordenadores.

GRÁFICO DE UNA RED

El gráfico explica las conexiones físicas de las redes para intercambiar datos a través de las computadoras interconectadas.

SERVICIOS BÁSICOS DE UNA RED DE COMPUTADORAS

Servicios de archivo: desde su PC, los usuarios pueden leer, escribir, copiar, modificar, crear, borrar, mover y ejecutar archivos que se encuentran en cualquier otra maquina de la red.

Servicios de base de datos: Los usuarios desde sus maquinas pueden acceder, consultar o modificar una base de datos que se encuentra en otra PC de la red.

Servicios de impresión: Es posible imprimir archivos de texto, gráficos e imágenes en una misma impresora que se encuentra compartida por otras maquinas de la red.

Servicios de fax: Desde sus propias maquinas, los usuarios pueden enviar y recibir un fax en forma interna o hacia el exterior.

Servicios de backup: Es posible automatizar la labor de hacer copias de seguridad de la información que se considere importante.

Servicios de website: Mediante un programa de aplicación llamada "navegador" cada usuario puede leer y ejecutar paginas web que se encuentren en otra maquina que funciona como "servidor web".

Servicios de e-mails: Desde sus PC's, los usuarios pueden enviar a otras maquinas mensajes de texto y, ademas, adosar archivos de gráficos, imágenes, sonidos, videos, etc. También podrán recibir mensajes provenientes de otra PC.

Servicio de chat: Es posible enviar y recibir mensajes hablados, mediante textos o voz, hacia otros usuarios de la red en tiempo real.

Servicios de video: Existe la posibilidad de enviar, recibir, y participar de videoconferencias con otros usuarios de la red en tiempo real.

VENTAJAS DEL TRABAJO EN RED

Costo del hardware: Se disminuyen notablemente los costos de hardware, pues en una red se comparten recursos de hardware, y evitamos así tener que equipar cada PC con todos los dispositivos.

Costo del software: Se disminuyen también los costos de software, pues es mas económico comprar un conjunto de licencias de software para todas las computadoras de una red que comprar el programa individualmente para cada PC no interconectada.

Intercambio de información: Mediante una red mejora la velocidad, flexibilidad y seguridad cuando se comparte información a través de computadoras interconectadas, evitándose el intercambio de datos a través de disquetes que van y vienen, que pueden dañarse o perderse.

Copia de respaldo: Mejora la velocidad y seguridad al hacer un backup (copia de respaldo) sobre un único medio de almacenamiento masivo.

Espacio de almacenamiento: Gracias a las redes disminuye la redundancia de información  y así se gana espacio en los medios de almacenamiento masivo.

Actualizaciones: Se evita la perdida de tiempo y el trabajo que significa tener que actualizar informacion que se encuentra repetida en varias computadoras no interconectadas.

Administración de personal: El uso de una red disminuye el descontrol y la dificultad que significa tener que administrar, gestionar, controlar y auditar a los usuarios aisladamente en sus computadoras no interconectadas.

Intercomunicación del personal: Gracias a las redes, disminuye la perdida de tiempo, la falta de sincronización, el costo y la incomodidad que implica manejar la comunicación entre los empleados de la organización por el uso de papeles que van y vienen (documentos, informes, etc.) o el uso de discos flexibles que pasan de una PC a otra.

Seguridad: Mediante las redes disminuye la posibilidad de cometer errores, accesos no autorizados y destrucción intencional de la informacion, mientras que en computadoras no interconectadas no se pueden restringir ni controlar el acceso de los usuarios a la informacion diseminada en cada una de ellas.

DESVENTAJAS DEL TRABAJO EN RED

El uso de una red requiere una fuerte inversión inicial de tiempo, dinero y esfuerzo para diseñarlo, que incluye la compra del hardware y el software de red, mas su instalación y configuración  Este proceso podría ser visto como una desventaja.

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES

Por distribución geográfica:

Redes de área local LAN: son redes que se encuentran interconectadas físicamente en el mismo edificio o en edificios muy cercanos.

Redes de área extensa WAN: son redes que se distribuyen en distancias largas, entre diferentes ciudades o a lo largo del mundo.

Por agrupación de tareas:

Mainframe (supercomputador): son redes cuyas tareas las realiza totalmente una sola gran computadora, y en forma centralizada.

Cliente-servidor: a veces las tareas de la red son llevadas a cabo por algunas de sus computadoras (los servidores; cada uno de ellos se especializa en una tarea en particular). El resto se llaman clientes.

Maquinas igualitarias: en otras redes las tareas se realizan en forma compartida por todas las computadoras que integran la red (maquinas igualitarias). En este caso, todas las maquinas tienen la misma categoría.

Recomendaciones óptimas para armado de redes

♥ En una red muy grande, si queremos maximizar la velocidad de respuestas, la seguridad y la optimizacion de la red, es recomendable usar el modelo cliente-servidor ya que asi los usuarios acceden a las tareas que el servidor ejecuta y esto permite una mayor organizacion.

♥ Si tratamos de armar una red pequeña y facil conviene usar el modelo de maquinas igualitarias, ya que es mas rapido por que al ser pocos equipos pueden desempeñar sus procesos solos.

INTERNET

Internet es un ejemplo claro de red WAN. Porque es la mas grande que existe y en su interior incluye muchisimas redes de tipo WAN y LAN

RED WAN

Una red WAN no tiene limite respecto de la cantidad de usuarios, ya que puede llegar a poseer millones de computadoras interconectadas, y por lo tanto esta formada por varias redes LAN.

MODELO CLIENTE-SERVIDOR

Para redes medianas o grandes es conveniente usar el modelo de red cliente-servidor, ya que estas redes permiten velocidad de acceso a los datos, seguridad de la informacion, facilidad en su administración y un alto control de los usuarios que acceden a ella.

MÁQUINAS IGUALITARIAS

Para redes pequeñas es mas conveniente usar el modelo de maquinas igualitarias. Ya que debe estar basicamente capacitada para:

♥ Ofrecer sus recursos e informacion a otras pcs de la red.
♥ Usar recursos e informacion de otras maquinas de la red.
♥ Trabajar por si sola con el usuario que este sentado frente a ella, sin fluir ni deteriorar el desempeño general de la red.

TOPOLOGÍAS DE RED

Se denomina topología a la forma física que adopta el cableado de la red y, en segundo plano, al modo de transmisión de las señales eléctricas que viajan a través de el.

TIPOS DE TOPOLOGÍAS DE RED

Bus: Es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones denominado bus, troncal, o backbone al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre si.

Estrella: Es una red en la cual las estaciones están conectados directamente a un punto central llamado concentrador (también conocido como hub) y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de este. Su función es recibir la señal enviada por una computadora y hacerla llegar a las demás.

Anillo: Es una topología de red en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación. Este proceso se repite hasta que la señal llegue a la computadora destino. Todas las computadoras se conectan secuencialmente unas a otras formando un anillo cerrado.

ELEMENTOS ADICIONALES DE RED

NIC/MAU(tarjeta de red): es el dispositivo que conecta la estación con el medio físico Se suele hablar de tarjetas en el caso de los ordenadores, ya que la presentación suele ser como una tarjeta de ampliación de los mismos.

Concentradores: son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos y características de estos equipos es muy grande. Hoy en día disponen de numerosas capacidades: aislamiento de tramos de red, capacidad de conmutación de las salidas para aumentar la capacidad de la red, gestión de redes, etc.

Repetidores: actúan a nivel físico Prolongan la longitud de la red midiendo dos segmentos y amplificando la señal, pero a la vez se amplifica el ruido.

Bridges: son equipos que unen dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel. Solo el trafico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo.

Routers: Son equipos de interconexión de redes que actúan a nivel de los protocolos de red. Permite usar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre las redes. Su funcionamiento es mas lento que los bridges pero su capacidad es mayor.

Gateways: Son equipos para interconectar redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación. La traducción de las unidades de información reduce mucho la velocidad de transmisión a traces de estos equipos

Servidores de terminales e impresoras: Permiten la conexión a la red de equipos periféricos tanto para la entrada como para la salida de datos. Estos dispositivos se ofrecen en la red como recursos compartidos.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA BUS

Ventajas:


♥ Es muy sencillo el trabajo que hay que hacer para agregar una computadora a la red.
♥ Si algo se daña, o si una computadora se desconecta, esa falla es muy barata y facil de arreglar.
♥ Es muy barato realizar el conexionado de la red ya que los elementos a emplear no son costosos.
♥ Los cables de Internet y de electricidad pueden ir juntos en esta topologia.


Desventajas:


♥ Si un usuario desconecta su computadora de la red, o hay alguna falla en la misma como una rotura de cable, la red deja de funcionar.
♥ Las computadoras de la red no regeneran la señal sino que se transmite o es generada por el cable y ambas resistencias en los extremos.
♥ En esta topologia el mantenimiento que hay que hacer es muy alto.
♥ La velocidad en esta conexion de red es muy baja.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA ESTRELLA

Ventajas:

♥ A comparación de las topologías bus y anillo, si una computadora se daña o el cable se rompe, las otras computadoras conectadas a la red siguen funcionando.
♥ Agregar una computadora a la red es muy fácil ya que lo único que hay que hacer es conectarla al hub o switch.
♥ Tiene una mejor organización ya que al hub o switch se lo puede colocar en el centro de un lugar físico y a ese dispositivo conectar todas las computadoras deseadas.


Desventajas:


♥ No es tan económica a comparación de las topologías bus o anillo porque es necesario mas cable para realizar el conexionado.
♥ Si el hub o switch deja de funcionar, ninguna de las computadoras tendrá conexion a la red.
♥ El numero de computadoras conectadas a la red depende de las limitaciones del hub o switch.

VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA ANILLO

Ventajas:


♥ Fácil de instalar y reconfigurar.
♥ Para añadir o quitar dispositivos, solamente hay que mover dos conexiones.
♥ Arquitectura muy compacta, y muy pocas veces o casi nunca tiene conflicto con los otros usuarios.
♥ La conexión provee una organización de igual a igual para todas las computadoras.
♥ El rendimiento no se declina cuando hay muchos usuarios conectados a la red.


Desventajas:


♥ Restricciones en cuanto a la longitud del anillo y también en cuanto a la cantidad de dispositivos conectados a la red.
♥ Todas las señales van en una sola dirección y para llegar a una computadora debe pasar por todas las del medio.
♥ Cuando una computadora falla, altera a toda la red.

TOPOLOGÍAS COMBINADAS

Es cuando se combinan algunas topologías como por ejemplo:

Anillo en estrella: se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red.

Bus de estrella: en fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un bus que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.

Estrella jerárquica: esta estructura cableada se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

ARQUITECTURAS DE RED

Se denomina arquitectura al estándar que define la forma en que se transmiten las señales eléctricas en la redes. Las arquitecturas han sido creadas por la industria de fabricación de placas de red y cableado, hasta convertirse en verdaderos estándares. La arquitectura pertenece a los niveles "físicos" y "enlace de datos" del modelo OSI.

ARQUITECTURA DE RED MÁS USADA Y ECONÓMICA EN LA ACTUALIDAD

La arquitectura de red que más se utiliza en la actualidad es, lejos, Ethernet. Es muy usada en redes con sistema operativo Windows y Novell Netware. Hoy en día, con Ethernet existe una gran variedad de tarjetas de red, hub, cableados y  conectores para cableado disponible.

FUNCIONAMIENTO DE LA ARQUITECTURA TOKEN RING

Las computadoras que componen la red se interconectan al dispositivo central mau a través del cableado. Cada vez que una computadora realiza una transmisión de datos a otra, deberá esperar a recibir un permiso llamado token (testigo). Dicho permiso es pasado de maquina en maquina hasta que cae en manos de una computadora que tiene necesidad de efectuar una transmisión (emisora). Cuando eso ocurre, al testigo recibido se le incorpora la dirección de la computadora receptora de los datos. También se incorpora la dirección del emisor, que es la suya propia, y, en el sector de datos, la información que va transmitir. Luego, la computadora emisora envía este paquete al dispositivo central mau a través del cableado. El mau lo transfiere a la siguiente computadora del anillo; esta ultima solo lee la dirección de destino y, sino coincide con la suya, lo vuelve a enviar al mau, que a su vez lo transferirá a la que sigue. Y así, el paquete ira pasando de maquina en maquina sucesivamente, hasta llegar a la computadora receptora.

TOPOLOGÍA DE RED QUE USA LA ARQUITECTURA TOKEN RING

Las redes con arquitectura Token Ring poseen topología anillo-estrella, pues el cableado esta dispuesto físicamente en forma de estrella y las señales que viajan por el se mueven en forma de anillo.

FUNCIONAMIENTO DE LA ARQUITECTURA ETHERNET

Las redes con Ethernet usan una técnica de comunicación llamada CSMA/CD, del ingles "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection", en español, su traducción es "Acceso múltiple por detección de portadoras y detección de colisión . Significado de estos términos:


♥ Acceso múltiple: quiere decir que todas las computadoras tienen el mismo derecho, prioridad o posibilidad de transmitir sus paquetes de datos.


♥ Detección de portadora: significa que si bien todas las computadoras tienen el mismo derecho de enviar sus datos , previamente deberán escuchar un momento, hasta que haya silencio (es decir, hasta que no haya ninguna maquina transmitiendo); a partir de allí podrá empezar a transmitir la que primero lo intente.


♥ Detección de colisión: luego de que una computadora empezó a transmitir sus paquetes de datos (tramas) en la red, deberá controlar que en ese instante no haya otra que también este realizando una transmisión  de lo contrario, se produce una colisión de paquetes.

TOPOLOGÍA DE RED QUE USA LA ARQUITECTURA ETHERNET

La arquitectura de red Ethernet usa las topologías bus, estrella y estrella-bus.


♥ Bus: todas las computadoras se conectan a un unico cable central y lineal, generalmente BNC (coaxil). Para que cada computadora pueda conectarse al cableado central, debera usarse un conector en forma de " T ". En los dos extremos finales del cableado central se debe conectar un terminador (que es una resistencia electrica), que absorve las señales para evitar que sigan circulando.

COLISIÓN DE PAQUETES DE DATOS

Luego de que una computadora empezó a transmitir sus paquetes de datos (tramas) en la red, deberá controlar que en ese instante no haya otra que también este realizando una transmisión; de lo contrario, se produce una colisión de paquetes. Esto ocurre porque la señal enviada por una computadora no recorre todo el cableado de la red en forma totalmente instantánea  entonces, puede ocurrir que una maquina intente transmitir sin detectar que hay otra que ya lo esta haciendo. La detección de colisión se logra escuchando un muy breve espacio de tiempo después de enviarle el mensaje. Si se envían a la red dos paquetes de datos al mismo tiempo, por computadoras diferentes, ambos se destruyen, porque los mensajes enviados en ellos se mezclan y pierden el sentido de lo que están comunicando a través de la red. Cuando las computadoras detectan la colisión  dejan de transmitir por un periodo de tiempo al azar. Estro es muy importante, ya que, de lo contrario, ambas maquinas intentarían volver a transmitir en el mismo momento y seguirían colisionando          
y reintentando en forma sucesiva.

¿EXISTE LA COLISIÓN DE PAQUETES DE DATOS EN LAS REDES TOKEN RING?

En las redes Token Ring no se producen colisiones a diferencia de las demás redes, ya que es posible calcular el tiempo máximo que transcurrirá antes de que cualquier máquina pueda realizar una transmisión  lo que hace que sean ideales para las aplicaciones en las que cualquier demora deba ser predecible y en las que el funcionamiento sólido de la red sea importante.

CABLE COAXIAL

El cable coaxial es similar al cable utilizado e las antenas de tv: un hilo de cobre en la parte central rodeado por una malla metálica y separados ambos elementos conductores por un cilindro de plástico, protegidos finalmente por una cubierta exterior. La denominación de este cable proviene de que los conductores comparten un mismo eje deforma de uno delos conductores envuelve a otro. la maya metálica exterior del cable coaxial proporciona una pantalla para la interferencia. En cuanto a la atenuación disminuye según aumenta el grosor del hilo de cobre interior, de modo que se consigue un mayor alcance de la señal.

TIPOS DE CABLE COAXIAL

Thick: (grueso) este cable se conoce normalmente como "cable amarillo". Fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad de velocidad y distancia es grande, pero el costo es alto y sus grosor no permite su utilización en canalización con demasiados cables. Este cable se utiliza en redes de área local.

Thin: este cable se usa para reducir el corte de cableado de las redes. Su limitación esta en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. El cable es mucho mas barato y fino que el thick. Este es el uso para las redes de área local con conexiones punto a punto.

TASAS DE TRANSFERENCIAS DE LOS CABLES COAXIALES

Thick: 10 base 5


♥ Tasa de transmisión: 10 mbps
♥ Longitud máxima: 500 m/segundo
♥ Impedancia: 50 ohm
♥ Diámetro del conductor: 2,17 mm
♥ Nodos por segmento: 100 long máxima (con repetidores)
♥ 1500 metros.


Thin: 10 base 2


♥ Tasa de transmisión: 10 mbps
♥ Longitud máxima: 180 m/segundo
♥ Impedancia: 50 ohm rg58
♥ Diámetro del conductor: 0,4 mm
♥ Nodos por segmento: 30 long máxima (con repetidores)

PARTES QUE COMPONEN AL CABLE COAXIAL

♥ Policloruro de vinilo: es un tipo de plástico para construir el aislante y la cubierta protectora del cable. Es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lado.

♥ Plenum: contiene materiales especiales en su aislamiento y en una clavija del cable. Son resistentes al fuego. Es más caro y menos flexible que el policloruro de vinilo.

♥ Conductor interno o vivo.

♥ Dieléctrico.

♥ Conductor externo (lámina-malla).

CONECTORES DE CABLE COAXIAL

Conector BNC: en forma de T conecta la tarjeta de red del ordenador con el cable de red.

Terminador: se trata de una resistencia de 50 ohmios que cierra el extremo del cable. Su finalidad es absorber las señales perdidas, y así evitar que reboten indefinidamente.

Conector acoplador: denominado barrel, utilizado para unir dos cables y así alargar su longitud.

CABLES UTP, FTP Y UTP

UTP: Unshielded Twisted pair, en español : "par trenzado no blindado" , este tipo de cable no se encuentra blindado y se suele utilizar en las telecomunicaciones.

FTP: en los cables FTP los pares se recubren de una malla conductora global en forma trenzada. De esta forma mejora la protección frente a interferencias, teniendo una rigidez intermedia.

STP: es la denominación de los cables de par trenzado apantallados individualmente, cada par se envuelve en una malla conductora y otra general que recubre a todos los pares. Poseen gran inmunidad al ruido, pero una rigidez máxima.

PARTES QUE COMPONEN A LOS CABLES UTP, FTP Y STP

♥ El cable utp tradicional consta de dos hilos de cable aislados. Las especificaciones utp dictan el numero.de entrelazados depende del objetivo con el que se instale el cable. El utp comúnmente incluye 4 pares de conductores. 10BaseT.

♥ El cable ftp como en el utp su pares no están apantallados. Mejora la protección frente a interferencias y su impedancia es de 12ohmios.

♥ El cable stp trata de cables de cobres aislados dentro de una cubierta protectora, con un numero especifico de trenzas por pie. Cada par de hilos están envueltos juntos en una trenza o papel metálico.
Generalmente es un cable de 150 ohmios, este cable reduce el ruido electrónico desde el exterior del cable, por ejemplo la interferencia electromagnética y la interferencia de radiofrecuencia. Se utiliza en redes de ordenadores como ethermet o token ring y requiere un mayor costo.

CATEGORÍAS

UTP


Una categoría de cableado es un conjunto de parámetros de transmisión que garantizan un ancho de banda determinado en un canal de comunicaciones de cable de par trenzado
Categoría 1: diseñado para redes telefónicas.
Categoría 2: empleado para transmisión de voz y datos.
Categoría 3: instalaciones telefónicas (voz) y transmisión de datos en redes.
Categoría 4: definido para redes de ordenadores tipo anillo como token ring.
Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Soporta comunicaciones de asta 100 Mhz.
Categoría 5e: Es una categoría mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias.


FTP


Categoría 5e apuyen (cable par trenzado con blindaje) bajo especificaciones de rendimiento TIA/EIA 568-B. conductores de cobre electrolítico 24 AWG (0.51 mm)

TASAS DE TRANSFERENCIA DE CABLES UTP, FTP Y STP

TIPO DE CABLE	TASA DE TRANSFERENCIA
UTP	HASTA 100 MB
FTP	HASTA 100 MHZ
STP	ENTRE 16 MB Y 155 MB

CONECTORES COMUNES

Son denominados RJ (Registered Jack) siendo lo más comunmente utilizados los RJ-11 de 4 patillas (voz), RJ-12 de 6 patillas y RJ-45 de 8 patillas (datos).

Fibra óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos, un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos  por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un angulo de reflexión por encima del angulo limite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un led.

Partes que componen la fibra óptica

- Revestimiento.

- Cladding (forro).

- Core (núcleo).