Redes

Redes
Una red es un grupo de computadoras interconectadas, que le permite a los usuarios compartir información y equipo.
Las Redes  según su cobertura geográfica pueden ser locales, ciudadanas o amplias.

Esquema Cliente/Servidor
Las redes constan de:
  • Clientes, es decir, las computadoras que emplean los usuarios de la LAN y que solicitan la información.
  • Servidores, es decir las computadoras que contienen la información o recurso compartido. Estas computadoras son las que proporcionan los medios para que el cliente obtenga lo que quiere.
En este tipo de redes, el fallo de una computadora cliente no afecta a los demás usuarios. También se las conoce a estas redes como de proceso distribuido.

Protocolos

Los protocolos son la base de las comunicaciones entre los dispositivos que forman las redes de datos, es decir, son la base el intercambio de información entre dispositivos.
Un protocolo es un conjunto de reglas que determinan cómo se establecerá la comunicación y la forma de transmisión de los datos entre computadoras (aunque sean de distinto tipo o fabricante).

  1. Redes de área local (LAN) local área network.
Está acotada geográficamente en función del tipo de tecnología de conexión que se utiliza, normalmente a un máximo de hasta un kilómetro, en algunos casos por medio de la utilización de repetidoras.
Las LAN trabajan a altas velocidades de transmisión (100 Mbps), permitiendo un elevado transito de datos, imágenes y voz. La interacción entre los diferentes dispositivos es muy alta, por lo tanto brindan un importante aumento de la productividad.

Topología de bus
En la topología de bus, todos los equipos se conectan a un cable (bus), que tiene terminales en ambos extremos. Es decir, todos los equipos comparten el mismo cable, por lo tanto todas las comunicaciones pasan por él.
Para conectar varias computadoras, lo único que se necesita es añadir una placa a cada PC, que se instala en una de las ranuras de expansión de la misma, y cables que unan todas estas placas.

Los protocolos de comunicación se ocupan de la asignación de turnos para uso del cable. El equipo emisor pide el servicio de red y escucha si el bus está ocupado, si lo está contiene el mensaje hasta que el cable se libere, si no lo está despacha con su correspondiente header o cabecera, que indica el puesto de la red que debe recibirlo.
Si dos estaciones escuchan que no hay tráfico en un mismo momento, puede darse el caso de que dos mensajes sean enviados simultáneamente. Si dos mensajes se encuentran simultáneamente en el cable en el mismo momento se produce un choque o colisión, ambos se destruyen, y en función de los controles establecidos por los protocolos de comunicación se reenvían, utilizando un algoritmo de reintentos que busca evitar que luego de una colisión dos estaciones retransmitan simultáneamente.
El bus (coaxil o fibra óptica) tiene dos extremos finales. Los equipos se conectan a cualquier punto del cable mediante un conector en “T” (enchufe físico), un transmisor – receptor, un cable de interface y un controlador, normalmente conocido como placa de red, con su correspondiente software de control que maneja el protocolo.
La topología de bus más utilizada es la Ethernet desarrollada en 1980.

Topología de anillo

En la topología de anillo cada dispositivo se conecta a un cable cerrado que forma un anillo, no tiene terminales. Todos los equipos comparten el mismo cable, por lo tanto  todas las comunicaciones pasan por el cable. Es decir, las placas se unen  mediante un cable, pero con la particularidad de que la última PC se conecta a su vez con la primera PC formando un anillo. Los datos pueden circular por esa circunferencia en cualquier dirección, cuando un terminal lee un mensaje, si es para él lo guarda, y si no, lo pasa a su terminal siguiente. El mensaje irá recorriendo todos los terminales hasta que llegue a su destino.
Los dispositivos (pc, impresoras) se conectan con el anillo por medio de una repetidora. Cada dispositivo de red recibe los mensajes del dispositivo ubicado en el lugar inmediatamente anterior y lo reenvía al posterior. Así los mensajes circulan por el anillo desde el dispositivo emisor hasta el dispositivo receptor. El caso más común de utilización de anillos es el token –ring,  utilizando el protocolo token –passing. El token está circulando continuamente por la red, cuando un dispositivo desea enviar un mensaje toma el token, le agrega un mensaje y lo devuelve a la red. El mensaje con su header, circula por las estaciones hasta llegar a la estación destino, que toma y libera el token. El tamaño de cada mensaje debe ser acotado.

Topología estrella
Cada equipo tiene un vínculo independiente con el servidor central, que se ocupa de dirigir el tráfico de la red. El inconveniente es que si cae la computadora central (servidor), cae la red. Si un terminal desea comunicarse a otro terminal lo debe hacer a través del servidor.
La cantidad de dispositivos conectados y el rendimiento o performance de la red está en relación directa con la capacidad del servidor, ya que todas las comunicaciones pasan por él para su ruteo.
El tendido de cableado es costoso, sobre todo para el agregado de terminales o dispositivos nuevos.

Uso de hubs
Los hubs son dispositivos que se encargan de conectar entre sí todos los equipos de una red con topología estrella, por lo tanto existe un cable entre el concentrador y todos los adaptadores de red. Los hubs son dispositivos que se conectan a la LAN y, a su vez, permiten la conexión de múltiples dispositivos en forma de estrella. Simplifican el cableado, ya que se puede trabajar, por ejemplo, con un bus principal al cual se conectan hubs locales, y a ellos las terminales e impresoras en forma de estrella.
Los hubs denominados inteligentes, tienen microprocesadores que cumplen diferentes funciones de control del funcionamiento de la red y del tráfico.
Los hubs pueden conectarse entre sí.

Conectores: el número de conectores (bocas) del concentrador limita el número de computadoras que se pueden conectar a la red, por ejemplo un HUB de 8 puertos solo es válido para un máximo de 8 usuarios. Sin embargo, en cualquier momento, se puede comprar más concentradores para aumentar el número de usuarios de la red. Velocidad: la velocidad del concentrador tiene que ser acorde con la de la red Ethernet. Es decir, se está trabajando con adaptadores a 100 Mbps, no se puede utilizar un concentrador a 10 Mbps.

Diferencias entre Hub  -  Switch – Router
El "Hub" básicamente extiende la funcionalidad de la red (LAN) para que el cableado pueda ser extendido a mayor distancia, es por esto que un "Hub" puede ser considerado como una repetidora. El problema es que el "Hub" transmite estos "Broadcasts" a todos los puertos que contenga, esto es, si el "Hub" contiene 8 puertos ("ports"), todas las computadoras que estén conectadas al "Hub" recibirán la misma información, y como se mencionó anteriormente, en ocasiones resulta innecesario y excesivo.

Un "Switch" es considerado un "Hub" inteligente, cuando es inicializado el "Switch", éste empieza a reconocer las direcciones "MAC" que generalmente son enviadas por cada puerto, en otras palabras, cuando llega información al "Switch" éste tiene mayor conocimiento sobre que puerto de salida es el más apropiado, y por lo tanto ahorra una carga ("bandwidth") a los demás puertos del "Switch", esta es una de la principales razones por la cuales en Redes por donde viaja Vídeo, se procura utilizar "Switches" para de esta forma garantizar que el cable no sea sobrecargado con información que eventualmente sería descartada por las computadoras finales, en el proceso, otorgando el mayor ancho de banda ("bandwidth") posible a los Vídeos o aplicaciones CAD.
Un router  trabaja a nivel de IPs, es decir cada maquina debe tener una ip asignada dentro del segmento para poder acceder al router y comunicarse con los distintos equipos.
Lo que hace el router o encaminador es buscar al equipo con el cual se quiere comunicar la contraparte conectado a el, lo busca dentro de una base de datos de IPs a él conectadas.. y si no lo encuentra en su tabla entonces manda el mensaje al siguiente router...  Busca siempre el camino más corto para llegar a destino, teniendo en cuenta el cableado.

Red Man
Es una red de área metropolitana que sirve para interconectar las redes LAN, no están geográficamente limitadas en tamaño y para interconectar suelen necesitar de hardware especial así como de líneas telefónicas, módem.


Red inalámbrica
Una red inalámbrica es aquella que posibilita la conexión de dos o más equipos entre sí, sin que intervengan cables. Utiliza el protocolo “Wi-Fi” en inglés significa “Wireless Fidelity”. Este tipo de redes nos ofrecen gran ventajas para hogares y empresas, ya que no se necesitan instalar cables.
Las redes de área Local Inalámbricas, permite una gran movilidad a los usuarios, al permitirles minimizar las conexiones de cables, utilizando tecnología de radiofrecuencia.

Características de la red

  • La reducción del cableado, trae como consecuencia que se facilite su instalación, disminuyendo el tiempo.
  • Al utilizarse radiofrecuencias para la comunicación, nos permite conectar zonas a las cuales no podamos llegar utilizando cableado, ya sea por costo o por ubicación.
  • Permite la transmisión en tiempo real a usuarios. Lo que permite grandes posibilidades de servicio y productividad.
  1. Redes de área amplia o extendida (WAN – wide area network)
Una red amplia o Wan tiene cobertura geográfica amplia. Tipos específicos de red WAN son las redes de empresas que conectan varias LAN (ubicada cada una de ellas, por ejemplo, en un departamento o una sede específica), las redes con cobertura ciudadana o MAN (metropolitana red network – red de área metropolitana) y la red global Internet.
Una WAN puede conectar terminales individuales entre sí, como también múltiples LAN.
La velocidad de comunicación en una WAN depende de la capacidad de los vínculos utilizados y del tráfico sobre ellos. Los vínculos utilizados en una WAN son múltiples, incluyen redes telefónicas conmutadas, líneas punto a punto, enlaces satelitales e inalámbricos de todo tipo, redes de datos de conmutación de paquetes.

En una WAN se evidencia la importancia de los estándares, ya que sin ellos sería imposible la interconexión de equipos de múltiples proveedores.


Router (ruteadores), Bridges (puentes) y Gateway (compuertas o pasarelas)
Para comunicar entre sí diferentes LAN se utilizan dispositivos específicos, que se encargan de encaminar los paquetes transmitidos (leen el destino en el header y determinan el camino físico que el paquete debe seguir para llegar a destinos) y realizar la conversión de protocolos, en el caso de interconectar redes LAN que utilizan entre sí diferentes protocolos, por ejemplo Ethernet y token –passing.

Redes de vos y datos
La tecnología digital permite multiplexear voz y datos sobre el mismo vínculo. La voz es digitalizada, y ya en forma digital es comprimida mediante la aplicación de un algoritmo para su transmisión. En el otro extremo esta se descomprime y se lleva a formato analógico.
Las centrales telefónicas actuales utilizan entre sí vínculos que trabajan con voz digitalizada y comprimida, ya que se optimiza la capacidad de transporte con relación a la utilización de transmisión de voz modulada.

Redes privadas o públicas
Una red privada es aquella en que el tráfico es realizado solamente por el propietario de la red, en general las LAN, también WAN en el caso de empresas que conectan todos sus edificios, sucursales y sedes por medio de una red de uso exclusivo.
Una red pública es aquella en que el tráfico es realizado por múltiples usuarios, al estilod e la red de telefonía pública. La red pública se ocupa de vincular al emisor y el receptor, garantizando que a comunicación se establece entre las puntas que la requieran. Por ejemplo Internet. Dentro de una red pública podemos encontrar redes privadas virtuales, grupos que trabajan aisladamente del resto.

INTERNET
Se define a Internet,  como una red de redes, una red que no sólo interconecta computadoras,  sino que interconecta redes de computadoras entre sí. De esta manera Internet sirve de enlace entre redes más pequeñas y permite ampliar su cobertura al hacerlas parte de una red global.

Historia
A principios de la década del setenta, el Departamento de Defensa advirtió la dependencia de los EE.UU. con relación a su sistema de comunicaciones centralizado, donde una serie de computadoras tenían el control del sistema, y el resto dependía de ellas. De manera que si estas computadoras eran atacadas, la disponibilidad de información, por parte de las distintas unidades gubernamentales (civiles y militares), se hubiera visto muy limitada, aumentando significativamente el riesgo y la vulnerabilidad del país. Así, las autoridades del Departamento de Defensa concibieron la idea de una red en la cual todos los nodos fueran jerárquicamente equivalentes, de manera tal que si uno fuera destruido el resto pudiera continuar su trabajo.
Fue entonces cuando, en 1973, bajo el auspicio de la Agencia de Programas Avanzados de Investigación (ARPA), en un programa dirigido por Robert Kahn, Vinton Cerf desarrolló los protocolos TCP/IP (protocolo de control de transmisión/protocolo inter-redes), base de la actual Internet.
Con TCP/IP se estableció una red denominada ARPAnet, vinculando primeramente unidades militares y laboratorios de investigación, red abierta en la década pasada para fines comerciales.

Protocolo TCP/IP
Un protocolo es un conjunto consensuado de normas que determinan cómo debe funcionar algo. Éstos permiten que computadoras distribuidas por todo el mundo puedan intercambiar datos.
El protocolo que se utiliza en Internet es TCP/IP, Transmisión Control Protocol.

Dirección IP
A cada computadora se le asigna una dirección o un nombre que se conoce como dirección IP, y que es única para cada uno de ellos. Las direcciones IP están compuestas por cuatro cifras numéricas, separadas por puntos. Cada una de ellas puede tomar valores entre 0 y 225. Por ejemplo: 81.165.135.102.

Cómo funciona Internet
Un usuario se conecta a través de un Modem con su Proveedor de Servicios de Internet (ISP). Al recibir una solicitud de conexión el ISP asigna una dirección IP a la PC y a partir de ese momento la misma tiene acceso a Internet.
Para acceder a una página web el usuario debe indicar en su navegador un nombre de dominio, por ejemplo www.Google.com. Los servidores DNS traducen el nombre de dominio en la dirección IP real del servidor que contiene la página web solicitada.
El Servidor Web es un programa que está permanentemente escuchando las peticiones de los clientes. El recibir una petición busca en su sistema de ficheros la pagina web solicitada y envía la misma al usuario, En caso de no encontrar la página solicitada, envía un código de error. El usuario visualiza esta información a través de su navegador.

Cómo viaja la información por  Internet
La información que se envía y se recibe por Internet, textos, audio, vídeo, no se transmite en forma continua, sino que se divide en pequeños paquetes que se envían en forma independiente.
A medida que los paquetes de información viajan a través de Internet, los enrutadores a lo largo de la red comprueban la dirección IP a la cual están destinados los paquetes de datos, y determinan la mejor ruta para enviarlos a su destino.
Al llegar al destino, los paquetes se reúnen, reordenan y se convierten en la información original.

Qué se necesita para conectarse a Internet
Se necesitan varios elementos, algunos varían según el tipo de conexión que elijamos y otros son comunes. Necesitaremos una terminal, una conexión, un módem, un proveedor de acceso a Internet y un navegador.
Terminal: es el elemento que sirve al usuario para recibir y enviar información. Es una computadora personal.
Conexión: la comunicación entre nuestra computadora e Internet necesita transportarse a través de un medio físico. La forma más básica es a través de la línea telefónica, una de las más utilizadas es el ADSL y el cable.
Módem: es el elemento que permite establecer la conexión física entre nuestro PC y la línea telefónica o de transmisión. La computadora trabaja con información digital (ceros y unos) mientras que la líneas telefónicas trabajan normalmente de forma analógica (diferentes amplitudes y frecuencias de onda).
El módem permite pasar de analógico a digital y viceversa, de ahí su nombre MOdulador DEModulador.
Según el tipo de conexión  a Internet elegida, deberá utilizarse un tipo de módem distinto, un módem para línea telefónica básica no sirve para una línea ADSL, Los módem que incluyen WI-FI permiten la conexión inalámbrica entre la computadora y el módem.

Proveedor de acceso a Internet: Una vez que tenemos el terminal, módem y la conexión es necesario que alguien nos de acceso. Esta función la proporciona un proveedor de acceso a Internet.

Un navegador: es necesario un programa que sea capaz de leer la información que hay en los servidores de Internet, que normalmente está escrita en el lenguaje HTML, y presentarla en pantalla.  También recoge la información que introduce un usuario mediante formularios y la envía al servidor. Estos programas reciben el nombre de navegadores.

Tipos de conexión a Internet
Los tipos de conexión se pueden clasificar según el medio que utilizan:
a) Línea telefónica

  • Línea convencional.
  • RTB (red telefónica básica)
  • Línea digital.
  • RDSI
  • ADSL
b) Cable
c) Telefonía móvil
  • GPS
  • GPRS
  • UMTS
d) Satélite
e) Red eléctrica
f) Redes inalámbricas
g) Vía radio

ADSL (Asimetric Digital Suscriber Line): este tipo de conexión utiliza la línea telefónica básica pero permite que los datos se transmitan de forma asimétrica con lo cual se aprovecha mejor el ancho de banda disponible.
Cuando estamos conectados a Internet el flujo de datos es asimétrico, la mayor parte de los datos viajan en sentido Internet a usuario, mientras que unos pocos datos viajan en sentido usuario a Internet. Es decir, cuando se hace una petición para ver una página se envían pocos datos, la dirección de la página y poco más, mientras que al recibir esa página se reciben muchos datos, imágenes, texto.
Mediante ADSL se logra aprovechar esta asimetría estableciendo tres canales en la línea telefónica, dos para datos (uno para el sentido Internet-usuario y otro de usuario-Internet) y otro canal para la voz. El canal en sentido Internet usuario tiene más capacidad que el de usuario Internet.
Una ventaja de esta tecnología es que la conexión es permanente, 24 horas al día, y no necesitamos marcar cada vez el número de teléfono para conectarnos. Además podemos hablar por teléfono a la vez que navegamos.

Conexión por cable: mientras que las tecnologías vistas hasta aquí utilizan el cable del teléfono tradicional, ésta utiliza un cable de fibra óptica, que  suele ser instalado por la misma empresa que ofrece televisión por cable. La compañía suministradora instala el cable hasta el interior del domicilio y este se conecta a una tarjeta de red que hay que instalar en la computadora. Por este cable se envían también señales de televisión.

Cable coaxial
Soporta distancias de 200 a 500 mts. Tiene un conductor, un aislante, un blindaje y una cubierta protectora. El conductor esta hecho de cobre y puede ser de uno o varios hilos, los cables coaxiales más utilizados son el RG-8 de 50.

Par trenzado o cable multipar
Su principal uso es la línea telefónica, también es conocido como 10 Base T, Hay de dos tipos, blindado (STP) y no blindado (UTP), no deben estar en las paredes por que son frágiles, es el más antiguo y es muy seguro, dependiendo de la señal es la velocidad 2 Km. o 6 Km, con amplificadores.

Guía de Onda
Es un tubo metálico donde se propagan las ondas, donde pasa la onda electromagnética y se evitan las interferencias, por ejemplo la antena parabólica , el receptor circula en el tubo con gases o vació para mejor comunicación, es usado en señales de TV.

Fibra Óptica:
Tiene un ancho de banda de 50 mhz. Utiliza pulsos de luz, es más delgado que un cabello, las distancias máximas obtenidas para redes locales son de 200 mts. De nodo a nodoy tiene un ancho de banda de 200 mbits por segundo. 

Ancho de Banda
Es el espacio en el eje de frecuencias del espectro electromagnético utilizado por un transmisor, su velocidad de transmisión se mide en bits por segundo. 


Características de los satélites
Son enormes repetidores de microondas localizados en el cielo, están constituidos por uno o más dispositivos recepto-transmisores, cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, amplificando la señal de entrada y después la retransmite en otra frecuencia para evitar interferencias con las señales de entrada. 

Modo de transmisión simplex
Se transmite en un solo sentido y el receptor no tiene posibilidad de transmitir. 





Redes inalámbricas WI FI

WIFI significa conectarse a Internet en cualquier parte sin cables. La red WIFI típica es muy sencilla. La base es el punto de acceso, una especie de módem con antenas, que se conecta a su vez al módem ADSL o cualquier otra conexión a Internet. Algunos proveedores ofrecen un módem ADSL que tiene el punto de acceso WIFI incorporado.
Basta con colocar cerca una computadora portátil que disponga de tarjeta WIFI para que automáticamente detecte que hay un punto de acceso inalámbrico, y se conecte a Internet a través de este punto.
Con WIFI se puede montar una red de computadoras en una oficina y hogar sin necesidad de hacer agujeros ni grapar cables a las paredes. También permite navegar por la web con una computadora portátil en el salón, en una confitería.

Diferencias entre Internet e Intranet
La Intranet es una red privada dentro de una organización, que permite a sus usuarios buscar, utilizar y compartir documentos. Las empresas utilizan la Intranet para comunicarse con sus empleados. Incluso en muchas organizaciones de tamaño grande, el Intranet es utilizado como la vía primaria para que los usuarios puedan obtener y compartir documentos, comunicar ideas y colaborar con sus compañeros de trabajo.

La Internet es una red pública, global y abierta. La información puede ser consultada por cualquier usuario que tenga una conexión.