Conceptos de red

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CEPS - UNI

REDES Y CONECTIVIDAD

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¿Qué es una Red?

Una red es un sistema de interconexión entre computadoras que permite compartir recursos e información. Para ello es necesario contar, además de los computadores correspondientes, las tarjetas de red, los cables de conexión los dispositivos periféricos y el software necesario.

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Ventajas de una red

- Compartir perifericos tales como unidades de disco, impresoras, modem, fax, etc.

- Compartir recursos tales como carpetas , base de datos, programas de aplicación etc.

- Reduce e incluso elimina la duplicidad de trabajos.

- Es funcional, es decir debe permitir a los usuarios satisfacer sus necesidades.

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Entidades de una red

- Clientes: Hardware y software que se usa para solicitar servicios.

- Servidores: Hardware y software que se usa para proporcionar servicios.

- Peer: Es cliente y servidor a la vez.

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Tipos de red

- Peer-to-Peer

- Basada en servidor

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Extensión de una red

- LAN

- MAN

- WAN

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Topología de una red

- Bus

- Estrella

- Anillo

- Celular

- Malla

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EXTRANETExtranet es una red que permite a una empresa compartir informaciones con otras empresas y clientes. Las extranets transmiten información por Internet y requieren que el usuario tenga una contraseña para poder acceder a los datos de los servidores internos de la empresa.

INTRANETUn intranet es un Internet interno diseñado para ser utilizado en el interior de una empresa, universidad, u organización. Lo que distingue a un intranet del Internet de libre acceso es el hecho de que el intranet es privado. La comunicación y la colaboración interna son más fáciles.

Intranet

Intranet

Internet

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Tipos de línea por su Disponibilidad

• Linea dedicada: es aquella que es usada exclusivamente por un usuario de manera privada y para lo cual abona un pago mensual fijo. Se conoce también como línea alquilada (leased line)

Local 2Local 1

Red de Area Local

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Es aquella que se establece a través de centrales de conmutación, en especial centrales telefónicas. Esta línea está disponible cuando se produce la conexión de los extremos como resultado de una llamada exitosa.

La facturación es de acuerdo al uso.

Líneas conmutadas:

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Tipos de Transmisión

La transmisión consiste en el transporte de senales entre un emisorque origina la transmisión y receptor que acepta la comunicación.

Según información

Transmisión Asíncrona: es un método de enviar datos en el cual el intervalo entre los caracteres puede ser de diferente duración, debido a que usan caracteres asíncronos, no se requiere de una sincronización adicional o que sea enviada una información.

Transmisión Síncrona: es aquella en la cual los caracteres y bits de datos son transmitidos a una velocidad fija con el transmisor y receptor sincronizados. Este hecho eliminara la necesidad de bits de arranque (start) y de parada (stop) alrededor de cada carácter, permitiendo mejor eficiencia.

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Según su medio de transmisión

Serie: Cuando todas la señales se transmiten en una única línea de datos

Secuencialmente esta forma de envío es más adecuada en transmisiones

a larga distancia

Paralelo: Es cuando la transmisión de los datos se efectua en

forma simultánea en grupos de bits uno por cada línea de cada canal.

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Según señal transmitida

• Señal analógica: es una señal continua en el tiempo y debe cumplir la ecuación:

Límite s(t)=s(a) para cuando t tiende a 0.

En otras palabras no hay cortes o discontinuidades en la señal.

• Señal digital: es una señal discretas es decir sólo tiene un número finito de valores y puedes representar a los dígitos binarios 1’s y 0’s.

• Señal periódica: una señal S(t) es periódica y sólo sí.

s(l + T)=s(t) para – < t < +

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Explotación de los Circuitos de Datos

Simplex: la señales se transmiten sólo en una dirección. Tenemos el caso de señales que emite un sensor de telemetría a una estación base.

• Semiduplex (Half duplex): aquí ambas estaciones pueden transmitir, pero sólo un a la vez. Es decir transmiten alternamente, diferidas en el tiempo. Bidireccional no simultáneo

• Full duplex: aquí ambas estaciones pueden transmitir y recibir a la vez. Bidereccional Simultánea

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La transmisión a través de un enlace de datos ocurre entre un transmisor y receptor sobre un medio de transmisión. Definimos a un enlace de datos como un circuitos de comunicaciones o trayectoria de transmisión que conecta a dos puntos.

Las características y la calidad de la transmisión de datos son determinados tanto por la naturaleza del medio y la naturaleza de la señal.

Los medios de Transmisión se clasifican en dos grandes grupos:

1. Medios Guiados

2. Medios no Guiados

MEDIOS DE TRANSMISION

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Medios de TransmisiónMedios de Transmisión

GuiadosGuiados

Par TrenzadoPar Trenzado

No GuiadosNo Guiados

Cable CoaxialCable Coaxial

Fibra OpticaFibra Optica

MicroondasTerrestre

MicroondasTerrestre

MicroondasSatélite

MicroondasSatélite

Ondas de RadioOndas de Radio

InfrarojoInfrarojo

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MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS

• La comunicación se realiza mediante ondas electromagnéticas

• Las ondas se confinan en un medio sólido

• Medios guiados:• Par trenzado

• Cable coaxial

• Fibra óptica

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PAR TRENZADO

El propósito de torcer los alambres es reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos.

• La norma EIA/TIA 568 divide los cables de par trenzado en categorías

• Destacan:

• Categoría 3:

• Ancho de banda de 16MHz a 100m de distancia máxima

• Velocidades de hasta 16Mbps

• El cable sera de 4 pares

CATEGORIAS

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•Categoría 4:


• Velocidades de hasta 20Mbps


• Categoría 5:


• Velocidades de hasta 100Mbps.


• Categoría 6


• El cable sera de 4 pares trenzado y balanceados.

• Maxima Velocidad es de 250 Mbps

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Velocidad y rendimiento: 10-100 Mbps

Precio promedio por nodo: Moderadamente caro

Tamaño de los medios y del conector: Mediano a grande

Longitud máxima del cable: 100m (corta)

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Velocidad y rendimiento:10-250 Mbps

$ Promedio por nodo: El más económico

Tamaño de los medios y del conector: Pequeño

Longitud máxima del cable: 100m (corta)

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PARAMETROS DE UN PAR TRENZADO

Para describir las limitaciones de un par trenzado se utilizan dos parámetros: la atenuación y la diafonía.

• Atenuación: Pérdida de la energía de la señal a lo largo de la línea de transmision.

• Diafonía: Se produce por la inducción que provoca un conductor en otro cercano.

• ACR: Es la diferencia entre la atenuación y la diafonía. Un ACR positivo significa que la intensidad de la señal transmitida es más fuerte que la de diafonía.

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CABLE COAXIAL

Cable coaxial de banda baseEste cable tiene mejor blindaje que el par trenzado, asi que puede abarcar tramos más largos a velocidades mayores.

Cable coaxial de banda anchaEl otro tipo de sistema de cable coaxial transporta transmisión analógica en el cableado estándar de la televisión por cable; se le llama de banda ancha

• Estructura:

• Conductor cilíndrico externo (malla) que rodea a un cable conductor (vivo). Entre ambos existe un material no conductor. El conductor externo es cubierto con una funda

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• Aplicaciones:

• Televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local

• Características:

• Mayores frecuencias y velocidades de transmisión que el par trenzado

• Menos susceptible que el par trenzado a interferencias y a diafonía

• Limitaciones:

• Atenuación, ruido térmico y ruido de inter-modulación

CABLE COAXIAL

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Velocidad y rendimiento:10-100 Mbps

$ Promedio por nodo: Económico

Tamaño de los medios y del conector: Medio

Longitud máxima del cable: 500m (mediana)

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FIBRA OPTICA

El cable de fibra óptica es un medio de networking que puede conducir transmisiones de luz moduladas. • Si se compara con otros medios es más caro,• No es susceptible a la interferencia electromagnética y • Ofrece velocidades de datos más altas que cualquiera de los demás tipos de medios para networking.

El cable de fibra óptica no transporta impulsos eléctricos, como los cables de cobre. Las señales que representan a los bits se convierten en haces de luz. Aunque la luz es una onda electromagnética, la luz en las fibras no se considera inalámbrica ya que las ondas electromagnéticas son guiadas por la fibra óptica.

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TIPOS DE TRANSMISION DE UNA HAZ de LUZ

• Monomodo

• La luz recorre una única trayectoria en el interior del núcleo

• Gran ancho de banda

• Para minimizar el número de reflexiones el núcleo es lo más estrecho posible fabricación complicada

• Multimodo

• Diámetro del núcleo mayor que en las fibras monomodo

• Mayor número de trayectorias de luz resultantes de las distintas reflexiones dispersión de las componentes ® disminución de la velocidad de propagación

• Tipos: multimodo de índice gradual y multimodo de índice de escala

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VENTAJAS FIBRA OPTICA

• Mayor ancho de banda

• Velocidades de transmisión de hasta 2Gbps para decenas de kms

• Menor tamaño y peso

• Reducción de la infraestructura necesaria

• Disminución de costes

• Menor atenuación

• Aislamiento electromagnético

• No afectan los campos electromagnéticos externos

• No son vulnerables a interferencias, ruido impulsivo o diafonía

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SISTEMAS DE FIBRA OPTICA

Sistemas de fibra óptica:

•Tipos de fuentes de luz:

Diodos LED (diodo emisor de luz) y

Diodos Láser

Emiten pulsos de luz cuando se les aplica una corriente eléctrica

•Receptores :

Fotodiodo que genera un pulso eléctrico cuando recibe un rayo de luz

• Aplicaciones

• Transmisiones a larga distancia

• Transmisiones metropolitanas

• Acceso a bucles de abonado

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Velocidad y rendimiento: 100+Mbp

Precio promedio por nodo: el más caro

Tamaño de los nodos y del conector: Pequeño

Monomodo, longitud máxima de cable: Hasta 3000m

Multimodo, longitud máxima de cable: Hasta 2000m

Monomodo: Un haz de luz generada por láser

Multimodo: Múltiples haces de luz generada por LED

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MEDIOS DE TRANSMISION NO GUIADOS

Entre estos medios tenemos a las microondas terrestres, las microondas satelitales y la radio. Para estos medios, a diferencia de los medios guiados, el ancho de banda de la señal producida por la antena transmisora, es más importante que el medio para determinar sus características de transmisión. De aquí cuando mas alta sea la frecuencia central de la señal, mayor es el ancho de banda potencial y consecuentemente mayor la velocidad de transmisión digital

•Transmisión inalámbrica

• Transmisión y recepción mediante antenas

• Tipos de configuraciones

• Direccional

• La antena de transmisón emite la energía electromagnética concentrándola en un haz

• La antena emisora y receptora deben estar alineadas

• Omnidireccional

• La antena emite en todas las direcciones

•La señal puede ser recibida por varias antenas

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MICROONDAS TERRESTRES

Las antenas se sitúan a una altura cosiderable para conseguir mayor separación entre ellas y salvar obstáculos

• Rango de frecuencias comprendido entre 2 GHz y 40 GHz

• Aplicaciones:

- Servicios de telecomunicación a grande distancia: transmisión de televisión y voz.

- Enlaces a corta distancia entre edificios

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EJEMPLO: MICROONDAS TERRESTRES

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Ganancia máxima: 20 dB (antena parabólica)Potencia máxima: 100 mW

Restricciones ETSI:

Alcance máximo: 10 Km (visión directa)Calculadora de alcances, potencias, ganancias:

Cable coaxial de 50 de baja atenuación lo más corto posible (30 m max.)

Ethernet Ethernet

Hasta 10 KmVisión directa

EJEMPLO: MICROONDAS TERRESTRES

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MICROONDAS POR SATELITE

• Satélite de comunicaciones

• Estación que retransmite microondas

• Enlace entre receptores / transmisores terrestres: estaciones base

• Recibe la señal en una banda de frecuencia (canal ascendente) y la retransmite en otra (canal descendente)

• Se usa un rango de frecuencias entre 1GHz y 10 Ghz

• Geoestacionario

• Aplicaciones

• Difusión de televisión

• Transmisión telefónica a larga distancia

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Satélite

Satélite

EJEMPLO: MICROONDAS POR SATELITE

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ONDAS DE RADIO

• Ondas de radio

• Cubren el rango de frecuencias entre 30MHz y 5 GHz

•Son omnidireccionales (emite señales en diferentes direcciones )

• No necesitan antenas parabólicas

• Las antenas no es necesario que estén alineadas

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Internet

Punto deacceso (AP)

PC de sobremesa

PC portátil PC de sobremesa

PDA

147.156.1.1/24

Ejemplo de redes wireless

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• Se utilizan transmisores/receptores (transceivers) que modulan luz infrarroja no coherente

• Los transceivers deben estar alineados

• Interés de aplicación en LANs inalámbricas

• No pueden atravesar paredes (a diferencia de las microondas)

Infrarrojos

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• Red de Área Local (LAN): Es un conjunto de elementos físicos y lógicos que proporcionan interconexión entre dispositivos en un área privada y restringida

Redes LAN

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Es la estructura física completa del medio de transmisión.

Topología física

Topología BUS: En la topología en bus, al contrario que en la topología de Estrella, no existe un nodo central, si no que todos los nodos que componen la red quedan unidos entre sí linealmente, uno a continuación del otro.

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Topología Estrella: Esta topología se caracteriza por existir en ella un punto central, o más propiamente nodo central, al cual se conectan todos los equipos, de un modo muy similar a los radios de una rueda.

Topología física

Central Hub

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Topología Anillo: El anillo, como su propio nombre indica, consiste en conectar linealmente entre sí todos los ordenadores, en un bucle cerrado. La información se transfiere en un solo sentido a través del anillo, mediante un paquete especial de datos, llamado testigo, que se transmite de un nodo a otro, hasta alcanzar el nodo destino.

Topología física

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¿Por qué usar una LAN?

• Posibilidad de compartir periféricos costosos como son: impresora láser, móden, fax, etc.• Posibilidad de compartir grandes cantidades de información a través de distintos programas, base de datos, etc. De manera que sea, mas fácil su uso y actualización.• Reduce e incluso elimina la duplicidad de trabajos.• Permite utilizar el correo electrónico para enviar o recibir mensajes de diferentes usuarios de la misma red e incluso de redes diferentes.• Reemplaza o complementa mini computadoras de forma eficiente y con un coste bastantemente reducido.• Establece enlace con mainframes. De esta forma, un computador gran potencia actúa como servidor haciendo que los recursos disponibles estén accesible para cada uno de los computadores personales conectados.• Permite mejorar la seguridad y control de la información que se utiliza permitiendo la entrada de determinados usuarios, accediendo únicamente a cierta información o impidiendo la modificación de diversos datos.

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Funcionalidad: la red debe de funcionar. Es decir, debe permitir a los usuarios satisfacer sus necesidades. La red debe proporcionar conectividad de usuario a usuario y de usuario a aplicación con una velocidad y fiabilidad razonables.

Escalabilidad: la red debe de poder crecer. Es decir el diseño inicial debe de poder crecer si que haya cambio alguno en el diseño general.

Adaptabilidad: la red debe estar diseñada con un ojo puesto en las futuras tecnologías y no debe de incluir ningún elemento que limite la implementación de la nuevas tecnologías

Manejabilidad: la red debe estar diseñada para facilitar el control de la redes con el fin de garantizar la estabilidad de la operación.

Objetivos del diseño de las LAN

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•Red de Area Amplia (WAN): este concepto se refiere a redes que se encuentran geográficamente distantes como redes unidas entre diferentes ciudades.

Local 2Local 1

Red de Area Local

Redes WAN

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Redes WAN• Redes formada para la integraçión de computadores localizados geográficamente distantes.

• Normalmente utilizan líneas de comunicaçión de datos ofrecidas por empresas de telecomunicaçiones ( Telefónica,AT&T,Optica ip,Bellsoutht etc)

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• Aumento la demanda para la transmision de dados a largas distancias.

• Conexión punto a punto (SLDD –Serviçio de Línea Dedicada Digital) –1996.

• Surgimiento de redes de paquetes: Redes de fibras ópticas

• SDH (Synchronous Digital Hierarchy)

• ATM (Asynchronos Transfer Mode)

Caracteristicas Redes WAN

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WAN - Componentes

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WAN - Componentes

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WAN - Componentes

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Redes MAN

Redes MAN (Redes Metropolitanas): Es una red de distribucion de datos para aun área geográfica en el entorno de una ciudad.

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Internet

Punto deacceso (AP)

PC de sobremesa

PC portátil PC de sobremesa

PDA

147.156.1.1/24

Redes wireless (Inalambricas)

Business

Conceptos de red