REDES 1

REDES 1. REDES 1.1 Concepto 1.2 Clasificación (Cobertura, transmisión de datos, transferencia de datos) 1.3 Topologías de red. 1.4 Medios de transmisión (Cobre, Fibra Óptica, Inalámbricos), características, especificaciones, manipulación, conectividad 1.5.Equipos de conectividad (Pasivos y Activos) 1. REDES1.1 ConceptoUna red de computadoras (también llamada red de ordenadores o red informática) es un conjunto equipos (computadoras y dispositivos), conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, para compartir información (archivos), recursos (discos, impresoras, programas, etc.) y servicios (acceso a una base de datos, internet, correo electrónico, chat, juegos, etc.). A cada una de las computadoras conectadas a la red se le denomina un nodo.1.2 Clasificación (Cobertura, transmisión de datos, transferencia de datos) Por alcance:Red de área personal (PAN).- Wireless Personal Area Networks, Red Inalámbrica de Área Personal o Red de área personal o Personal area network es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Estas redes normalmente son de unos pocos metros y para uso personal, así como fuera de ella. Red de área local (LAN).- Una red de área local, red local o LAN (del inglés local area network) es la interconexión de varias computadoras y periféricos. Su extensión está limitada físicamente a un edificio o a un entorno de 200 metros, o con repetidores podría llegar a la distancia de un campo de 1 kilómetro. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc.El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información. Red de área metropolitana (MAN).- El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.Este tipo de redes es una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en una tecnología similar a esta. Las redes Man también se aplican en las organizaciones, en grupos de oficinas corporativas cercanas a una ciudad, estas no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Estas redes pueden ser públicas o privadas.Las redes de área metropolitana, comprenden una ubicación geográfica determinada "ciudad, municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 km . Son redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. Red de área amplia (WAN).- Un área amplia o WAN (Wide Area Network) se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente, y su función fundamental está orientada a la interconexión de redes o equipos terminales que se encuentran ubicados a grandes distancias entre sí. Para ello cuentan con una infraestructura basada en poderosos nodos de conmutación que llevan a cabo la interconexión de dichos elementos, por los que además fluyen un volumen apreciable de información de manera continua. Por esta razón también se dice que las redes WAN tienen carácter público, pues el tráfico de información que por ellas circula proviene de diferentes lugares, siendo usada por numerosos usuarios de diferentes países del mundo para transmitir información de un lugar a otro. A diferencia de las redes LAN (siglas de "local area network", es decir, "red de área local"), la velocidad a la que circulan los datos por las redes WAN suele ser menor que la que se puede alcanzar en las redes LAN. Además, las redes LAN tienen carácter privado, pues su uso está restringido normalmente a los usuarios miembros de una empresa, o institución, para los cuales se diseñó la red. 1.3 Topologías de red.Topología de BusLa topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos. Topología de AnilloUna topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes.Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente. Topología en EstrellaLa topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red.La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta. Topología en ÁrbolLa topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. El enlace troncal es un cable con varias capas de ramificaciones, y el flujo de información es jerárquico. Conectado en el otro extremo al enlace troncal generalmente se encuentra un host servidor. Topología en Malla CompletaEn una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red. La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora. Topología de Red CelularLa topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro.La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas. La ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios y violaciones de seguridad. Como norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya sea que usen la atmósfera o los satélites. 1.4 Medios de transmisión (Cobre, Fibra Óptica, Inalámbricos), características, especificaciones, manipulación, conectividad.PAR TRENZADO EL cable de par trenzado (twisted pair) es un ejemplo común de un cable de cobre cubierto de plástico, usado como cable de telecomunicaciones; aunque el cobre es un buen conductor de electrones, no impide que las señales electromagnéticas lleguen bien. Cuando dos cables de cobre conducen señales eléctricas muy cerca, una cierta cantidad de interferencia electromagnética ocurre; este tipo de interferencia es llamada “crosstalk”. El trenzado de los cables de cobre reduce el efecto crosstalk y emisión de señales. Los cables de par trenzado están formados por dos alambres de cobre cubiertos por un plástico de medidas 22 a 26 que son trenzados cada uno contra el otro. Cuando uno o más pares trenzados son combinados en un jacket común, ellos forman un cable de par trenzado. Hay dos tipos de cables de par trenzado que son: - Sin blindaje - Blindado CABLE PAR TRENZADO SIN BLINDAJE UTP (UNSHIELDED TWISTED PAIR) Este cable mejor conocido como UTP, está compuesto por un conjunto de pares trenzados con una cubierta de plástico simple. Es con este cable, con el que la industria está más comúnmente familiarizada, ya que es utilizando en sistemas telefónicos. La asociación de industrias eléctricas (EIA) popularizó esta categoría etiquetándola en 5 diferentes calidades de par trenzado. El cable UTP categorías 3 y 5 son comúnmente usados en redes de computadoras, mientras que la categoría 3 es la más usada para redes de computadoras; la categoría 5 incluye algunas mejoras (como más trenzados por pie, y un grado más alto de cubierta plástica) para proteger la funcionalidad del medio de transmisión. La categoría 5 también requiere de técnicas de instalación más completas y equipo compatible con las mismas. CABLE PAR TRENZADO BLINDADO STP (SHIELDED TWISTED PAIR) En nuestros días, el cable más conocido es el UTP, aunque el STP se utiliza en instalaciones con interferencias, máquinas, etc. El STP (shielded twisted pair), que es un cable plastificado el cual incluye pares envueltos y enrollados con una protección metálica. Algunas especificaciones de medios de transmisión de máquinas Apple usan cable STP. FIBRA ÓPTICA El cable de fibra óptica está hecho de un vidrio conductor de luz rodeado de más vidrio llamado cubierta, el centro provee el camino de la luz o la guía de ondas mientras que la cubierta está compuesta de capas que varían el efecto del vidrio reflector, la cubierta del vidrio esta diseñada para refractar el regreso de la luz al centro. Las fibras ópticas son mucho más pequeñas y más ligeras que los cables de cobre, por tanto, los cables de fibra óptica pueden cargar más conductores que todos los tamaños de cable de cobre, los cuales lo hacen ideal por su ambiente de espacio limitado. Los cables de fibra óptica pueden ser multimodo o de modo sencillo. Los cables de fibra óptica de modo sencillo han sido optimizados para permitir solamente una entrada de luz, mientras que la fibra multimodal permite varias entradas. Los tipos más comunes de fibra óptica incluyen: - 8.3 micrones en el núcleo sobre 125 micrones de la cubierta en el modo sencillo. - 62.5 micrones en el núcleo sobre 125 micrones de la cubierta en el modo multimodal. - 50 micrones en el núcleo sobre 125 micrones de la cubierta multimodo. - 100 micrones en el núcleo sobre 140 micrones de la cubierta en multimodo. Las distancias máximas obtenidas para redes locales son de 2000 mts. de nodo a nodo sin el uso de amplificadores. entre las principales ventajas de la fibra óptica se encuentran: - Transmisión de voz, video y datos por el mismo canal. - Aplicaciones de alta velocidad. - No genera señales eléctricas ó magnéticas. - Inmune a interferencias y relámpagos. - Tiene un ancho de banda de 200 Mbps. - Compatible con ethernet, token ring y FDDI * - Excelente tolerancia a factores ambientales. - Ofrece la mayor capacidad de adaptación a nuevas normas de rendimiento. *(Fiber Data Distributed Interface: Interface de Datos Distribuidos por Fibra) es un estándar de transmisión a 100 Mbps. mediante fibra óptica. INALÁMBRICOS Los medios inalámbricos transmiten y reciben señales electromagnéticas sin un conductor óptico o eléctrico, técnicamente, la atmósfera de la tierra provee el camino físico de datos para la mayoría de las transmisiones inalámbricas, sin embargo, varias formas de ondas electromagnéticas se usan para transportar señales, las ondas electromagnéticas son comúnmente referidas como medio; dichos medios inalámbricos son los siguientes: - Radio - frecuencias. - Micro - ondas. - Luz infrarroja. Radio – Frecuencias La opción de aspectos electromagnéticos los cuales son usualmente considerados como radio frecuencia (RF) reside entre los 10 Khz hasta 1 Ghz. Características: - Ondas cortas de radio. - Alta frecuencia (VHF) televisión y radio FM. - Frecuencia ultra-rápida (UHF) radio y televisión. Las ondas de radio-frecuencia, pueden ser transmitidas direccionalmente, como lo hacen las antenas típicas o emisiones direccionales. Micro-Ondas Los sistemas de comunicación vía micro-ondas existen de dos formas: - Sistemas terrestres. - Sistemas satelitales. SISTEMAS DE MICRO-ONDAS TERRESTRES Típicamente usan antenas parabólicas direccionales que requieren de un camino no obstruido o una línea directa a otras unidades. Las señales de micro-ondas terrestres, comúnmente usan rangos de frecuencia en bajos Ghz. que son generados por un transceiver. Las micro-ondas unen lo que comúnmente es usado para ligar construcciones separadas donde la instalación del cable daría muchos problemas o sería muy caro, sin embargo, el equipo de micro-ondas terrestre requiere de licencias para transmitir en algunas frecuencias y requiere un costo adicional por el tipo de uso, dicho costo lo impone el gobierno a la organización encargada. 1.5.Equipos de conectividad (Pasivos y Activos)Son equipos que permiten transformar y conducir la información en el funcionamiento de una red de computadores .Estos se dividen en elementospasivos y activos PASIVOS: Podemos definir los componentes electrónicos pasivos como aquellos que no producen amplificación y que sirven para controlarla electricidad colaborando al mejor funcionamiento de los elementos activos. ACTIVOS: Son aquellos dispositivos que se caracterizan principalmente por ser electrónicos, y estos permiten distribuir y transformar la información en una red de computadores. Tipos de conectores: 1. HUB: Es el dispositivo de conexión más básico. Es utilizado en redes locales con un número muy limitado de máquinas. No es más que una toma múltiple RJ45 que amplifica la señal de la red (base 10/100).En este caso, una solicitud destinada a una determinada PC de la red será enviada a todas las PC de la red. Esto reduce de manera considerable el ancho de banda y ocasiona problemas de escucha en la red.Los hubs trabajan en la primera capa del modelo OSI También se han diseñado para facilitar la creación del impacto sostenible a través de la colaboración. 2. SWITCH:Trabaja en las dos primeras capas del modelo OSI, es decir que éste distribuye los datos a cada máquina de destino, mientras que el hub envía todos los datos a todas las máquinas que responden. Concebido para trabajar en redes con una cantidad de máquinas ligeramente más elevado que el hub, éste elimina las eventuales colisiones de paquetes (una colisión aparece cuando una máquina intenta comunicarse con una segunda mientras que otra ya está en comunicación con ésta…, la primera reintentará luego). 3. ROUTER: Los routers son compatibles con NAT, lo que permite utilizarlos pararedes más o menos extensas disponiendo de gran cantidad de máquinas y podercrear “correctamente” sub redes. También tienen la función de cortafuegos(firewall) para proteger la instalación. Es utilizado en instalaciones más grandes, donde es necesaria(especialmente por razones de seguridad y simplicidad) la creación de variassub redes. Cuando la Internet llega por medio de un cable RJ45, es necesarioutilizar un router para conectar una sub red (red local, LAN) a Internet, yaque estas dos conexiones utilizan diferentes clases de dirección IP (sinembargo es posible pero no muy aconsejado utilizar una clase A o B para una redlocal, estas corresponden a las clases de Internet). 4. REPETIDORES: Este dispositivo sólo amplifica la señal de la red y es útil en las redes que se extienden grandes distancias. cuando las señales viajan atraves de un cable se degradan y se distorcionan en un proceso denominado ''atenuacion''.esto sirve para que no sean distorcionadas sin importar la distancia. 5. MODEM: Son equipos que permiten a las computadoras comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas; modulación y demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas por computadoras. Los módems pueden ser externos (un dispositivo de comunicación) o interno (dispositivo de comunicación interno o tarjeta de circuitos que se inserta en una de las ranuras de expansión de la computadora). 6. BRIDGES (PUENTES): Son equipos que unen dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel, en el nivel de control de acceso al medio. Solo el tráfico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo. Esto permite a los administradores dividir las redes en segmentos lógicos, descargando de tráfico las interconexiones. Los bridges producen las señales, con lo cual no se transmite ruido a través de ellos. 7. PUERTOS INALAMBRICOS: Las conexiones en este tipo de puertos se hacen, sin necesidad de cables, a través de la conexión entre un emisor y un receptor utilizando ondas electromagnéticas. Si la frecuencia de la onda, usada en la conexión, se encuentra en el espectro de infrarrojos se denomina puerto infrarrojo. Si la frecuencia usada en la conexión es la usual en las radio frecuencias entonces sería un puerto Bluetooth.La ventaja de esta última conexión es que el emisor y el receptor no tienen porque estar orientados el uno con respecto al otro para que se establezca la conexión. Esto no ocurre con el puerto de infrarrojos. En este caso los dispositivos tienen que "verse" mutuamente, y no se debe interponer ningún objeto entre ambos ya que se interrumpiría la conexión.