INTRODUCCION A LAS REDES DE COMPUTADORAS

3.1 - Conceptos básicos

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.

Los dispositivos físicos necesarios para construir una red son la tarjeta de comunicación instalada en cada una de las computadoras conectadas, el cableado que los une y los programas. Los programas de la red serán aquellos que establecen la comunicación entre las estaciones y los periféricos.

Las redes difieren entre sí por los servicios que pueden prestar a los usuarios, o por el tipo comunidad de usuarios atraídos por el servicio. Podemos dividir las redes de computadoras en las siguientes categorías principales, redes vinculadas a Internet que ofrecen las herramientas "Internet", redes fuera de líneas, proveedores de servicios comerciales, redes de conmutación (PSN).

3.1.1 - Definición

Antes de entrar de lleno a analizar el significado del término red de computadoras, es importante que procedamos a determinar el origen etimológico de las dos palabras principales que le dan forma:• Red, procede del latín, concretamente del vocablo “rete”, que puede traducirse como “malla para pescar”.• Computadora, por otra parte, también emana del latín ya que se encuentra conformada por tres componentes de dicha lengua: el prefijo “con-“, que significa “completamente”; el verbo “putare”, que es sinónimo de “pensar o ponderar”; y el sufijo “-dor”, que viene a indicar un “agente”.


3.1.2 -Ventajas & Desventajas

• Ventajas:
• Permiten compartir el hardware: periféricos (impresoras, escáners, modems, etc.), dispositivos de almacenamiento, la CPU incrementándose la capacidad de procesamiento. En una oficina con cinco computadoras no sería necesario tener cinco impresoras láser, por lo que también se reducen costos.
• Permiten que se pueda trabajar en grupo o  colaborativiamente. Es decir que los usuarios de la red trabajen sobre un mismo documento o en una pizarra en forma simultánea.Esta forma de trabajo se conoce como Groupware, y se necesita software especial para este propósito.Se utiliza principalmente en entornos virtuales.

•  Desventajas:
• La privacidad de la información: es todo lo relativo al uso que se le da, o se hace, de la información que se tiene de los usuarios o clientes. Desde la venta a otras empresas, la instalación de programas espías, banners de publicidad, hasta el envió de publicidad no deseada a través del correo electrónico.
• La seguridad de la información: tiene que ver con el acceso no autorizado. Puede ser física, en el caso de querer ingresar a las instalaciones del centro de cómputos, o lógica en el caso del software, al querer ingresar en el sistema violando nombre de usuario y contraseña.Otra forma de atacar la seguridad de la red es a través de virus.
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3.1.3 Recursos que se comparten (Unidades lectoras, Discos duros, Impresoras, Modems, Escaner)

Unidades lectoras: Para que otros equipos puedan acceder al recurso (la unidad de CDROM), éste debe estar compartido, es decir, el equipo propietario debe dar permiso a los otros para que utilicen su unidad.

Discos duros: Al momento de compartir un disco duro, podemos solo compartir parte de él, esto quiere decir que podemos compartir carpetas en la red las cuales contienen archivos y/o programas que otros usuarios también pueden utilizar. Compartir archivos consiste en poner a disponibilidad el contenido de uno o más directorios a través de la red.

Impresoras: Si tiene una impresora conectada a un equipo (PC) que este dentro de la red, puede compartirla con cualquier usuario de la misma red. No importa qué tipo de impresora sea, siempre que la impresora esté instalada en el equipo y directamente conectada con un cable bus serie universal (USB) u otro tipo de cable de impresora. Quienquiera con que elija compartir la impresora podrá utilizarla para imprimir, siempre que pueda encontrar el equipo en la red.

Modem: Comunica una computadora de la red con una computadora lejana fuera de la red. El modem convierte las señales digitales en señales analógicas y las transmite a través de la línea telefónica. Al recibir los datos vuelve a transformarlos de señales análogas en señales digitales.

3.2 - Elementos de una red

• SERVIDOR
• ESTACIONES DE TRABAJO
• SISTEMA OPERATIVO DE RED
• PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN
• TARJETA DE INTERFACE DE RED
• CABLEADO
• HUB O CONCENTRADOR
• SWITCHS O CONMUTADOR
• REPETIDOR
• RUTEADOR
• GATEWAY (PUERTA DE ENLACE)
• MÓDEM

3.2.1. - Hardware (Nodos = Estaciones de trabajo y servidores)

 NODO: computadora conectada a una red.
 FORMAS DE CONEXIÓN A UNA RED:

• Física. Es una conexión real de hardware.
• Lógica: conexión temporal que se genera mediante el software de red (NOS).

cuando imprimimos un archivo a través de la red desde un ordenador remoto estamos estableciendo una conexión temporal (lógica).

SERVIDORES Y ESTACIONES DE TRABAJO.
Un nodo de red puede configurarse como servidor y como ET.

• ET: computadora ante la cual se sienta el usuario y realiza su trabajo.

La ET es una computadora capaz de aprovechar los recursos (unidades de disco, impresora, etc) de otras computadoras.
Esta no comparte sus propios recursos con las computadoras. Los demás nodos no pueden usar ningún recurso de ellas.

3.2.1.1 - Tarjetas de interfaz de red (NIC)

TARJETA DE INTERFACE DE RED: proporciona la conectividad de la terminal o usuario de la red física, ya que maneja los protocolos de comunicación de cada topología específica.La tarjeta de red, también conocida como placa de red,adaptador de red o adaptador LAN, es el periférico que actúa de interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos, y también posibilita compartir recursos (discos duros, impresoras, etcétera) entre dos o más computadoras, es decir, en una red de computadoras.

3.2.1.2 -  Medios de transmicion (alambrico e inalambrico)

MEDIOS DE TRANSMISIÓN.- La función de la estructura física es la de transportar paquetes de bits de una máquina a otra.

ALÁMBRICOS:

LÍNEAS DE PAR TRENZADO.- Consiste en dos cables de cobre aislados y trenzados para reducir la interferencia eléctrica externa y de pares adyacentes. (Blindados y no Blindados).

CABLE COAXIAL.- Cable formado por un conductor central rodeado por un material aislante y forrado por un conductor externo concéntrico.

FIBRA ÓPTICA.- Está formada por un núcleo central de vidrio rodeado por varias capas de protección.

INALÁMBRICOS:

SATÉLITES – MICROONDAS.- Un haz de microondas, el cual es modulado por los datos, se transmite al satélite desde la superficie terrestre…

-Radio

-Rayos Infrarrojos

-Bluetooth

-WI fi

-Láser

3.2.1.3 - Equipos de conectividad (Hub, Switch, Repetidores, Routers)

• HUB O CONCENTRADOR: en comunicaciones, centro de distribución, concentrador. Un Hub es un equipo de redes que permite conectar entre si otros equipos o dispositivos retransmitiendo los paquetes de datos desde cualquiera de ellos hacia todos. Han dejado de utilizarse por la gran cantidad de colisiones y trafico de red que producen.
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• SWITCHS O CONMUTADOR: es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo osi: su función es interconectar 2 o mas segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección Mac de distinto de las tramas en la red.
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• REPETIDOR: es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias mas largas sin degradación o con una degradación tolerable. El término repetidor se creo con la telegrafía y se refería a un dispositivo electromecánico utilizado para regenerar las señales telegráficas. El uso del término ha continuado en telefonía y transmisión de datos.
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• RUTEADOR: es un dispositivo de propósito general diseñada para segmentar la red, con la idea de limitar trafico de brodcast y proporcionar seguridad, control y redundancia entre dominios individuales de brodcast, también puede dar servicio de firewall y un acceso económico a una WAN. Opera en la capa 3 del modelo osi y tiene mas facilidades de software que un switch. Al funcionar en una capa mayor que la del switch, el ruteador distingue entre los diferentes protocolos de red, tales como ip, ipx, apple talk o decnet. Esto le permite hacer una decisión mas inteligente que al switch, al momento de reenviar paquetes.

3.2.2.1 - Sistema operativo de Redes (Nos)

Un sistema operativo de red, también llamado NOS (del inglés, Network Operating System), es un software que permite la interconexión de ordenadores para poder acceder a los servicios y recursos, hardware y software, creando redes de computadoras. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. Consiste en un software que posibilita la comunicación de un sistema informático  con otros equipos en el ámbito de una red.

3.2.2.2 - Protocolo (TCP/IP)

TCP/IP es el nombre de un protocolo de conexión de redes. Un protocolo es un conjunto de reglas a las que se tiene que atener todas la compañías y productos de software con él fin de que todos sus productos sean compatibles entre ellos. Estas reglas aseguran que una maquina que ejecuta la versión TCP/IP de Digital Equipment pueda hablar con un PC Compaq que ejecuta TCP/IP .
TCP/IP es un protocolo abierto, lo que significa que se publican todos los aspectos concretos del protocolo y cualquiera los puede implementar.
TCP/IP esta diseñado para ser un componente de una red, principalmente la parte del software. Todas las partes del protocolo de la familia TCP/IP tienen unas tareas asignadas como enviar correo electrónico, proporcionar un servicio de acceso remoto, transferir ficheros, asignar rutas a los mensajes o gestionar caídas de la red.
Una red TCP/IP transfiere datos mediante el ensamblaje de bloque de datos en paquetes. Cada paquete comienza con una cabecera que contiene información de control, tal como la dirección del destino, seguida de los datos. Cuando se envía un archivo a través de una red TCP/IP, su contenido se envía utilizando una serie de paquetes diferentes.

3.3 - Clasificación de redes

 Red de área Personal (PAN)Red de área local (LAN)Red de área metropolitana (MAN)Red de área amplia (WAN)

• Redes de área local (LAN): Es una red cuyos componentes se encuentran dentro de un mismo área limitada, como por ejemplo un edificio.

• Red Metropolitana (MAN): Es una red que se extiende por varios edificios dentro de una misma ciudad. Poseen un cableado especial de alta velocidad para conectarlas utilizando la red establecida de telefónica.

• Red de área extensa (WAN): Cuando se habla de una red de área extensa se está haciendo referencia a una red que abarca diferentes ciudades e incluso diferentes países.
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3.3.1 - Alcance (MAN, WAN, PAN, LAN, CAN, Internet)

Red de área metropolitana (MAN):

Una red que conecta las redes de un área dos o más locales juntos pero no extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana. Las rebajadoras múltiples, los interruptores y los cubos están conectados para crear a una MAN.

Red de área amplia (WAN):

Es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono. Las tecnologías WAN funcionan generalmente en las tres capas más bajas del Modelo de referencia OSI: la capa física, la capa de transmisión de datos, y la capa de red.

Red de área Personal (PAN):

(Personal Area Network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona. Los dispositivos pueden o no pueden pertenecer a la persona en cuestión. El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los dispositivos personales de ellos mismos (comunicación del intrapersonal), o para conectar con una red de alto nivel y el Internet (un up link). Las redes personales del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como USB y FireWire. Una red personal sin hilos del área (WPAN) se puede también hacer posible con tecnologías de red tales como IrDA y Bluetooth.

Red de área local (LAN):

Una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de la localización. Nota: Para los propósitos administrativos, LANs grande se divide generalmente en segmentos lógicos más pequeños llamados los Workgroups. Un Workgroups es un grupo de las computadoras que comparten un sistema común de recursos dentro de un LAN.

Red del área del campus (CAN):

Se deriva a una red que conecta dos o más LANs los cuales deben estar conectados en un área geográfica específica tal como un campus de universidad, un complejo industrial o una base militar.

3.3.2 - Funcionalidad (igual-igual. P2P, Cliente Servidor)

• Igual a Igual (P2P):

Red descentralizada que no tiene clientes ni servidores fijos, sino que tiene una serie de nodos que se comportan simultáneamente como clientes y servidores de los demás nodos de la red. Cada nodo puede iniciar, detener o completar una transacción compatible. Contrasta con el modelo cliente-servidor.La red P2P en su estado más puro funciona en tres etapas:- Entrada: Un nuevo nodo se conecta a otro de la red. Un nodo cualquiera puede conectarse a múltiples nodos como así también recibir nuevas conexiones formando una malla aleatoria no estructurada.

• Cliente/Servidor:

La red Cliente/Servidor es aquella red de comunicaciones en la que todos los clientes están conectados a un servidor, en el que se centralizan los diversos recursos y aplicaciones con que se cuenta; y que los pone a disposición de los clientes cada vez que estos son solicitados. Esto significa que todas las gestiones que se realizan se concentran en el servidor, de manera que en él se disponen los requerimientos provenientes de los clientes que tienen prioridad, los archivos que son de uso público y los que son de uso restringido, los archivos que son de sólo lectura y los que, por el contrario, pueden ser modificados, etc. Este tipo de red puede utilizarse conjuntamente en caso de que se este utilizando en una red mixta.

3.3.3 -  Topología (Estrella, Anillo, Árbol, Bus, Malla e Híbrida)

• Topología de Estrella

En esta red cada una de las estaciones de trabajo o computadoras están conectadas a un punto central y la comunicación se hace a través de este.Es implementada conectando cada computadora a un Hub central.Su principal ventaja es: si una computadora se desconecta o si se le rompe el cable solo esa computadora es afectada y el resto de la red mantiene su comunicación normalmente.Sin embargo, si el Hub se cae (se desconecta), la red no tiene comunicación.

• Topología de anillo

En esta red cada estación de trabajo o computadora esta conectada a la siguiente, y la última esta conectada a la primera.  La señal puede viajar atravez en circulo.  Porque una red ring no tiene un punto final, y los terminales no son necesarios.Se puede decir que su ventaja se refleja cuando existen problemas técnicos y como la red bus, es fácil de arreglar.Y su desventaja principal es la dificultad para añadir más computadoras a la red.

• Topología de árbol

En esta red las estaciones de trabajo o computadoras están conectadas de acuerdo a una organización jerarquica, partiendo de una maquina principal o servidor.Cableado punto a punto para segmentos individuales.Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. Es difícil de configurar.

• Topología de bus

En esta red solo se tiene un único canal de comunicaciones, al cual se conectan los diferentes dispositivos o equipos, el tipo de red es lineal.El cable procede de una computadora a la siguiente y así sucesivamente.  Tiene un principio y un final, la red linear Bus requiere un terminal en cada final, así recibe la señal y no retorna.

• Topología de malla

En esta red cada estación de trabajo o computadora esta conectada a todas las demas computadoras incluidas en la red.

En esta topología todas las computadoras están interconectadas entre sí por medio de un tramado de cables. Esta configuración provee redundancia porque si un cable falla hay otros que permiten mantener la comunicación. Esta topología requiere mucho cableado por lo que se la considera muy costosa. Muchas veces la topología MALLA se va a unir a otra topología para formar una topología híbrida.

• Topología híbrida

La tipología híbrida es una de las más frecuentes y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de aquí el nombre de híbridas.. Ejemplos de topologías híbridas serían: en árbol, estrella-estrella, bus-estrella, etc.En una topología híbrida, se combinan dos o más topologías para formar un diseño de red completo. Raras veces, se diseñan las redes utilizando un solo tipo de topología. Por ejemplo, es posible que desee combinar una topología en estrella con una topología de bus para beneficiarse de las ventajas de ambas.Importante: En una topología híbrida, si un solo equipo falla, no afecta al resto de la red.