REDES INFORMATICAS

JOEL JIMENEZ

QUE ES UNA RED INFORMÁTICA.

Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí con el propósito de compartir información y recursos.

Los recursos que se pueden compartir en una red son discos duros, impresoras, etc., pero, además, en una red podemos compartir la información de los programas y los datos quemanejan los distintos usuarios.

A principios de los años 1970 se crearon ordenadores de tiempo compartido queconsistían en un mismo ordenador con varias terminales a través de las cuales los usuariospodían acceder a una información de manera simultánea.

Posteriormente surgió la necesidad de conectar ordenadores independientes y estandarizar los distintos modelos de conexión.

Los componentes y su funcionamiento.

En cualquier red o sistema de comunicación podemos encontrar los siguientes elementos de funcionamiento: El emisor, que genera una señal (petición u origen de la comunicación).El codificador de esta señal, que prepara la comunicación para que pueda viajar por la línea.

La línea o medio de comunicación por donde viaja la información.

El decodificador de la señal, que recoge la señal y la vuelve a traducir para que el receptor la procese. El receptor o elemento destinatario de la señal.

En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La línea o canal por donde circula la comunicación es el medio físico por el queviajan los datos, ya sean cables o medios no guiados.

Los componentes de la red deben poseer interfaces que sean capaces de conectar los distintosdispositivos y elementos de la red y que preparen la señal para que viaje por el medioestablecido: por ejemplo las tarjetas d e red de los ordenadores o los módems.

Para que el emisor y receptor puedan comunicarse necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red internet.

CLASIFICACIÓN DE REDES.

Podemos clasificar las redes según distintos criterios:

Por extensión.

Redes de área local (LAN, local area network).Su extensión abarca como máximoun edificio. Son las más frecuentes y puedes observarlas en la mayoría delas oficinas y en instalaciones de todo tipo.

Redes de área metropolitana (MAN, metropolitana area network). Se extienden por toda la ciudad, incluyendo distintos edificios no adyacentes.

Redes de área extensa (WAN, wide area network). Son las redes de gran alcance queconectan equipos que se encuentran en distintas ciudades y países o que conectan las distintasredes LAN.

También podemos hablar de redes PAN (personal area network) y redes WLAN (wireless LAN).

Por propiedad.

Según su nivel de acceso o privacidad, las redes pueden ser:

Redes públicas. Son aquellas redes cuyo acceso es público y global. Un ejemplo claro de red pública y de ámbito mundial es internet.

Redes privadas. Son redes restringidas al propietario o a los usuarios que las utilizan (son redes LAN en su mayoría). Cuando este tipo de redes utilizan herramientas típicas de la red pública se denominan intranets.

Redes privadas virtuales (VPN). Son un tipo de redes resultante de la interconexión de varias redes privadas entre sí, aprovechando la infraestructura de una red global. Se usangeneralmente para conectar las sedes de una organización. El concepto de extranet se entiende como varias intranet conectadas entre sí, utilizando como infraestructura la red de internet.

Por método de conexión.

Por medios guiados (cables). En ellas, la información viaja en forma de ondas encapsuladasdentro de un cable. Dicho cable puede ser de par trenzado (el más utilizado en redes LAN), coaxial o de fibra óptica.

Inalámbricas. La transmisión se realiza mediante antenas y la información viaja en forma de ondas electromagnéticas. Las tecnologías utilizadas son: radiofrecuencia (redes Wi-Fi y Bluetooth), microondas, por satélite y por infrarrojos.

Por topología.

La topología es la forma en que podemos conectar las distintas estaciones de trabajo y los diferentes medios de transmisión.

Topología en bus. Las redes en bus comparten un mismo canal de transmisión, llamado bus. Consiste en un único cable (de tipo coaxial) que une secuencialmente todos los equipos de la red. Los extremos del bus se cierran con un terminador. Los conectores del cable a los ordenadores se llaman BNC.

Topología en anillo. Es una red cerrada en la que los equipos se sitúan de una forma similar a la del bus, pero en este caso formando un anillo completamente cerrado, con lo que el cable no tiene terminadores. La información circula en un sentido por este anillo y cadaordenador analiza si él es el destinatario de la información; si no es así, la deja pasar hasta el siguiente equipo, y así sucesivamente hasta llegar al destinatario.

Topología en estrella. En este tipo de redes todos los ordenadores están conectados a un dispositivo específico que se encarga de transmitir la información. Este dispositivo suele ser un concentrador (hub) o más frecuentemente, un conmutador (switch).

MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIDADOS.

Las redes que utilizan cable están catalogadas en distintas adaptaciones. Las adaptaciones se nombran mediante un número que representa su velocidad de transmisión en megabits porsegundo (Mbps), seguido de la palabra BASE, al final del nombre puede haber un número querepresenta la longitud máxima del cable por segmento multiplicada por 100, o una letra queespecifica el tipo de cable utilizado. La siguiente tabla contiene las adaptaciones Ethernet máspopulares:

Denominación Tipo de cable Velocidad de transmisión

Distancia máxima de un segmento

Topología

10BASE-5 Coaxial 10 Mbps 500 m Bus

10BASE-2 Coaxial 10 Mbps 185 m Bus

10BASE-T Par trenzado 10 Mbps 500 m Estrella

100BASE-5 Par trenzado 100 Mbps 500 m Estrella

10BASE-F Fibra óptica 10 Mbps 2 km Estrella

100BASE-FX Fibra óptica 100 Mbps 2 km Estrella

1000BASE-T Par trenzado 1 Gbps 500 m Estrella

1000BASE-LX/SX Fibra óptica 1 Gbps 2 km Estrella

El cable coaxial.

Las redes LAN con topología bus utilizan el cable coaxial, el cual es más resistente a lasinterferencias y a la atenuación de la señal que otros medios, aunque las redes de coaxial tienenlas desventajas de las redes bus: un corte de conexión provoca que toda la red deje de funcionar. La velocidad de transmisión de datos es más lenta que en el par trenzado o en la fibra óptica, de ahí que el uso del coaxial para redes informáticas esté en desuso o prácticamente desaparecido.

El cable coaxial posee un núcleo sólido de cobre (medio de transporte de la información) rodeado de un aislante. Sobre éste se presenta una malla trenzada que actúa comoapantallamiento protegiendo los datos que se transmiten, todo ello recubierto con una capaaislante de plástico.

El cable coaxial es el utilizado en las redes Ethernet 10 BASE 5 y Ethernet 10 BASE 2 (especificaciones antiguas de la IEEE 802.39)

Los ordenadores se conectan al cable coaxial a través de conectores BNC y con conectores T.

El cable STP (shielded twisted pair, par trenzado apantallado) es una variante del UTP todavía m segura en la transmisión.

La fibra óptica.

La fibra óptica es un medio de transmisión cada vez más empleado en las redes de datos y telecomunicaciones. Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas, cada una de las cuales es un hilo muy fino de material transparente (vidrio o material plástico) por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. La fuente de luz puedeser láser o un LED.

Las características principales de la fibra óptica son las siguientes:

• Su ancho de banda es muy grande: con velocidades de 10 Gbps por cada fibra, se pueden llegar a obtener velocidades de transmisión totales de 10 Tbps.

• Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas.• Es segura. Al permanecer el haz de luz confinado en el núcleo, no es posible acceder a los datos trasmitidos por métodos no destructivos. Además, se puede instalar en lugares donde pueda haber sustancias peligrosas o inflamables, ya que no transmiteelectricidad.

• Tiene un coste elevado. Necesita usar transmisores y receptores más caros que otros cables.• Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, lo que dificulta lasreparaciones en caso de ruptura del cable.• Los cables de fibra óptica son una alternativa a los coaxiales en la industria de la electrónica y las telecomunicaciones porque pueden soportar una mayor capacidad de transmisión en mucho menos espacio y con más distancia entre repetidores.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS.

Las redes de área local inalámbrica o WLAN proporcionan un sistema de comunicaciónmuy flexible al eliminar por completo la utilización de cables. Esto ha hecho que en los últimos años hayan tenido una gran aceptación. Aun así, las WLAN no intentan sustituirpor completo a las LAN que utilizan cable, sino que sirven como complemento de éstas, debido principalmente a que su velocidad de transmisión es menor que el de las queutilizan cable.

La tecnología Wi-Fi.

Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio. Está definido en la especificación IEEE 802.11.

Los estándares IEEE 802.11 b e IEEE 802.11 g son los más populares, porque operan en una banda de frecuencia de2,4 GHz (están disponibles casi universalmente), con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps,respectivamente. Existen varios dispositivos que permiten interconectar elementos Wi-Fi:

• Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea ofrecida por el operadorde telefonía y efectúan el reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que el router que suministra el proveedor de Internet en los hogares y en las empresas tenga integrada la tecnología Wi-Fi.• Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es decir, en lugaresdonde la señal Wi-Fi del router no tiene suficiente radio. También se emplean en instalaciones donde el router no posee esta tecnología y se desea disponer de ella.Los dispositivos de recepción pueden ser de tres tipos: tarjetas de red PCI, tarjetasPCMCIA y tarjetas USB. Las tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan a los ordenadores de sobremesa, aunque hoy en día están perdiendo terreno en favor de las tarjetas USB, que se pueden instalar fácilmente sir necesidad de abrir el ordenador. Las tarjetasPCMCIA

son un modelo que se utilizó mucho en los primeros ordenadoresportátiles, aunque están cayendo en desuso, debido a la integración de tarjetas inalámbricas internas en estos ordenadores.

La tecnología Bluetooth.

Bluetooth es el nombre común de la especificación IEEE 802.15.1, que define un estándarglobal de comunicación inalámbrica mediante un enlace de radiofrecuencia. El canal máximode comunicación es de 720 Kbps, con rango óptimo de 10 metros (es bastante más lento que las Wi-Fi). Los dispositivos que normalmente utilizan esta tecnología se engloban en el sector de la informática personal (véanse las redes PAN), como PDA, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc.

La tecnología de Infrarrojos.

La tecnología IrDA (Infrared Data Association) utiliza una técnica de transmisión basada en los rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo. Soporta una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de comunicaciones. La velocidad oscila entre los 9.600 bps y los 4 Mbps con una distancia máxima de un metro y con un cono de ángulo estrecho de 30°.

La tecnología microondas.

Este novedoso sistema inalámbrico logra increíbles velocidades de transmisión y recepción de datos, del orden de los 2.048 kbps. La información viaja a través del aire, de forma similar a la tecnología de la radio, mediante ondas electromagnéticas de alta frecuencia (microondas), queoperar en las bandas de 3,5 y 28 GHz.

ELEMENTOS TÍPICOS DE UNA RED LAN. Concentrador (Hub).Un concentrador o hub es el dispositivo que centraliza el cableado de una red en estrella y constituye, así, el nodo central de ésta. El hub recibe la señal de una estación de trabajo o segmento de la red que la quiere transmitir y la emite por sus diferentes puertos. El uso del hub está en desuso, puesto que su mecanismo de transmisión de la señal se basa en difundir los paquetes de datos por todos los puertos a la vez, estén o no ocupados por un cable o por un PC encendido en ese momento. Por ejemplo, un hub de ocho puertos transmite la señal a los ochopuertos a la vez. El ordenador destinatario recibe la información y el resto la omiten.

Conmutador (switch).

Un conmutador o switch hace la misma función que un hub, pero de manera más eficiente, pues es capaz de reconocer qué puertos en ese momento tienen actividad (están conectados a una estación de trabajo, una impresora, etc.) y transmitir la señal sólo a éstos, e incluso aprendea qué PC de destino va dirigida, lo que redunda en mayor rapidez. La evolución de las redesEthernet ha hecho que los switchs se impongan definitivamente sobre los hubs.

Repetidor.

LA señal de transmisión se atenúa, o incluso se pierde, cuanto mayor es la distancia a la que se desea transmitir. Un repetidor es un dispositivo hardware encargado de amplificar o regenerarla señal de transmisión. Opera solamente de forma física para permitir que los bits viajen a mayor distancia a través de los medios

. Normalmente, la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados.

Bridge.

Al igual que un repetidor, un bridge o puente puede unir segmentos o grupos de trabajo LAN. Sin embargo, un bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico o los problemas. Porejemplo, si el volumen del tráfico de uno o varios equipos, o de un departamento, estásobrecargando y ralentiza todas las operaciones, el bridge puede aislar esos equipos o esedepartamento.

Modem

Hoy en día, las redes locales y globales de TCP/IP han dejado obsoleta la conexión directa pormódem, en beneficio de los bridges y los routers. No obstante, los módemes se han adaptado a las nuevas tecnologías de transmisión.

Router (enrutador).

Un router o enrutador es un dispositivo hardware o software de interconexión de redes de compu tadoras. Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque éstas tengan distintastecnologías c especificaciones, siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña lassiguientes funciones:• Adapta la estructura de información de una red a otra.

• Pasa información de un soporte físico a otro (distintas velocidades y soportes físicos).• Encamina la información por la ruta óptima. Decide la dirección de la red hacia la que vadestinado el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, ésta es la dirección IP).• Reagrupa la información que viene por rutas distintas.Generalmente, el router es el dispositivo que conecta una red LAN a Internet o una LAN a otrasLAN. La interconexión de distintas redes LAN mediante routers conforman redes de ámbitosuperior (MAN yWAN).Hoy en día es habitual que los routers incorporen tecnología Wi-F¡ para conectar dispositivosportátiles. También eshabitual que tengan más de un puerto de conexión (cuatro puertos RJ45), lo que los convierte también en pequeños switchs.Esquema típico de interconexión de los elementos de una red LAN.

TIPOS DE CONEXIÓN A INTERNET. Conexión por línea analógica (RTB).La conexión al proveedor de Internet se efectúa mediante una llamada telefónica a la red RTB (red de telefonía básica). Es necesario disponer de un módem analógico, que puede ser internoo externo. Tiene limitaciones en cuanto a velocidad (máximo: 56 Kbps) y utilización de la línea (no s e puede disponer de voz y datos simultáneamente). La otra gran limitación esque, aunque existe la posibilidad de compartir su acceso a través de un ordenador, no es la forma más adecuada para conectar los ordenadores de una red.

Conexión por cable de fibra óptica.

Los usuarios de este tipo de conexión, además de la conexión a Internet, tienen la posibilidadde recibir servicios como televisión de pago, vídeo bajo demanda, telefonía, etc. Medianteesta co nexión se pueden alcanzar velocidades teóricas de hasta 30 Mbps. Es una forma de conexión a la Red que utiliza la señal de televisión a través de cableado de fibra óptica. Este servicio toma uno de los canales de la señal de televisión y lo utiliza para acceder a la Red. La ventaja del uso de la línea de televisión es que el ancho de banda es mucho mayor. Se trata de una tecnología totalmente distinta, en la que, en lugar de establecerse una conexión directa (o punto a punto) con el proveedor de acceso, se utilizan conexiones multipunto, en las cualesmuchos usuarios comparten el mismo cable.

Conexiones móviles (GSM, 3G y UMTS).

Casi todas las compañías de telefonía móvil están ofreciendo servicio de conexión a Internet vía 3G y/o GPRS. La ventaja de este sistema de conexión es la movilidad, lo que lo hace muyinteresante para los portátiles. Sólo se necesita un módem 3G/GPRS y cobertura de señal. La conexión 3G es bastante rápida (supera con facilidad los 3,6Mbps en recepción), pero debido a su método de funcionamiento presenta el inconveniente de que no es frecuente mantener estas velocidades. Los repetidores de telefonía móvil tienen un ancho de banda determinado, y éste se tiene que compartir con la telefonía móvil.

Enrutamiento o puerta de enlace.

Para que un ordenador se pueda comunicar con otro, ambos deben pertenecer a la misma red. Cuando dos hosts no se encuentran en la misma red, se utilizan unastablas de enrutamiento para decidir a qué nodo se transmite la información. En estecaso, el nodo al que se envía esta información actúa como pasarela (gateway) y él se encarga a su vez de transmitir esa información a la red de destino.