jueves, 23 de febrero de 2012

Redes


   Redes de Computadora  

La definición más clara de una red es la de un sistema de comunicaciones, ya que permite comunicarse con otros usuarios y compartir archivos periféricos. Es decir es un sistema de comunicaciones que conecta a varias unidades y que les permite intercambiar información.
Se entiende por red al conjunto interconectado de ordenadores autónomos.
Se dice que dos ordenadores están interconectados, si éstos son capaces de intercambiar información. La conexión no necesita hacerse a través de un hilo de cobre , también puede hacerse mediante el uso de láser, microondas y satélites de comunicación.

Objetivos de las Redes
Son muchas las organizaciones que cuentan con un número considerable de ordenadores en operación y con frecuencia alejados unos de otros. Por ejemplo, una compañía con varias fábricas puede tener un ordenador en cada una de ellas para mantener un seguimiento de inventarios, observar la productividad y llevar la nómina local.
Inicialmente cada uno de estos ordenadores puede haber estado trabajando en forma aislada de las demás pero, en algún momento, la administración puede decidir interconectarlos para tener así la capacidad de extraer y correlacionar información referente a toda la compañía.
Es decir el objetivo básico es compartir recursos, es decir hacer que todos los programas, datos y equipos estén disponibles para cualquiera de la red que lo solicite, sin importar la localización del recurso y del usuario.

Tipo de redes

Dependiendo de dicha distancia, las redes se clasifican en:
  • LAN (red de área local)
  • MAN (red de área metropolitana)
  • WAN (red de área amplia)

Ejemplos:

  • Segmento de red (subred)
Un segmento de red suele ser definido por el "hardware" o una dirección de red específica. Por ejemplo, en el entorno "Novell NetWare", en un segmento de red se incluyen todas las estaciones de trabajo conectadas a una tarjeta de interfaz de red de un servidor y cada segmento tiene su propia dirección de red.

  •   Red de área locales (LAN)
Una LAN es un segmento de red que tiene conectadas estaciones de trabajo y servidores o un conjunto de segmentos de red interconectados, generalmente dentro de la misma zona. Por ejemplo un edificio.

  •  Red de campus
Una red de campus se extiende a otros edificios dentro de un campus o área industrial. Los diversos segmentos o LAN de cada edificio suelen conectarse mediante cables de la red de soporte.

  •     Red de área metropolitanas (MAN)
Una red MAN es una red que se expande por pueblos o ciudades y se interconecta mediante diversas instalaciones públicas o privadas, como el sistema telefónico o los suplidores de sistemas de comunicación  por microondas o medios ópticos.


  •      Red de área extensa (WAN y redes globales)
Las WAN y redes globales se extienden sobrepasando las fronteras de las ciudades, pueblos o naciones. Los enlaces se realizan con instalaciones de telecomunicaciones públicas y privadas, además por microondas y satélites.

  •    DQDB
Consiste en dos buses unidireccionales, en los cuales todas las estaciones están conectadas, cada bus tiene una cabecera y un fin. Cuando una computadora quiere transmitir a otra, si esta está ubicada a la izquierda usa el bus de arriba, caso contrario el de abajo.

  •   Redes Punto a Punto.
En una red punto a punto cada computadora puede actuar como cliente y como servidor. Las redes punto a punto hacen que el compartir datos y periféricos sea fácil para un pequeño grupo de gente. En una ambiente punto a punto, la seguridad es difícil, porque la administración no está centralizada.

  •    Redes Basadas en servidor.
Las redes basadas en servidor son mejores para compartir gran cantidad de recursos y datos. Un administrador supervisa la operación de la red, y vela que la seguridad sea mantenida. Este tipo de red puede tener uno o más servidores, dependiendo del volumen de tráfico, número de periféricos etc. Por ejemplo, puede haber un servidor de impresión, un servidor de comunicaciones, y un servidor de base de datos, todos en una misma red.

  • CSMA/CD
Son redes con escucha de colisiones. Todas las estaciones son consideradas igual, por ello compiten por el uso del canal, cada vez que una de ellas desea transmitir debe escuchar el canal, si alguien está transmitiendo espera a que termine, caso contrario transmite y se queda escuchando posibles colisiones, en este último espera un intervalo de tiempo y reintenta nuevamente.

  •   Token Bus:
Se usa un token (una trama de datos) que pasa de estación en estación en forma cíclica, es decir forma un anillo lógico. Cuando una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado y luego pasa el token a otra estación, previamente designada. Las otras estaciones no pueden transmitir sin el token, sólo pueden escuchar y esperar su turno. Esto soluciona el problema de colisiones que tiene el mecanismo anterior.



Redes de Área Local (LAN)

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo. Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.
Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.
Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas. Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.




Redes de Área Metropolitana (MAN)

Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar.  Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN. 
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, La principal razón para distinguir una MAN con una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para que funcione, que equivale a la norma IEEE.
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.







Redes de Área Amplia (WAN)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.
La subred tiene varios elementos: 
- Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.
- Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred. Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. 
El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.  Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.




Cuadro comparativo de TIPOS DE REDES:



Topologia de Red


  Topologías de red  


La topología de una red es el arreglo físico o lógico en el cual los dispositivos o nodos de una red (e.g. computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc.) se interconectan entre sí sobre un medio de comunicación.
La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para comunicarse. 

Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de internet dando lugar a la creación de nuevas redes o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.


TIPOS DE TOPOLOGIAS

  • Bus: Todas las maquinas están conectadas a un único cable por donde  pasa toda la información, esta llega a todas las maquinas. Tienen un Hub o un switch al final.

  • Anillo: Es un anillo cerrado donde cada nodo o PC esta conectado con sus nodos adyacentes formando un anillo. La información se transmite de nodo en nodo.

  • Anillo doble: En lugar de un anillo, hay dos para aumentar la fiabilidad de la red.

  • Estrella: Es un nodo central que normalmente es un hub y a él están conectados todos los pc, la información pasa por el hub para luego ir a su destino.

  • Estrella extendida: Cada nodo que conecta con el nodo central, es centro de otra estrella, normalmente los centros los ocupan hub.

  • Árbol: Tiene un nodo troncal q suele ser un hubo desde el que se ramifican los demás nodos.

  • Malla completa: Todos los nodos se comunican directamente entre si.

  • Celular: Circunferencias con nodos individuales en el centro, es para  redes inalámbricas.


Topologías Lan:
  • Ethernet: bus lógica y estrella física o estrella extendida.
  • token ring: anillo logia y física de estrella.
  • FDDI: anillo lógica y anillo doble física.


  • ETHERNET:
Solo puede haber un emisor a la vez lo q provoca colisiones si dos  maquinas están enviando paquetes al mismo tiempo. El funcionamiento es sencillo, cuando una maquina quiere enviar un paquete, escucha primero, sino oye nada, envía el paquete, si oye algo, espera un determinado tiempo aleatorio y vuelve a escuchar. 

Es broatcast, ósea que cada maquina examina los paquetes para ver si son para ella o no, llegan a la capa, acceso a la red sino son para ella, son ignoradas, sino, pues siguen subiendo niveles.
El método de detección de colisiones CSMA/CD realiza 3 funciones:
-Enviar y recibir paquetes.
- Decodificar los datos para ver si son para el y subirlos a las siguientes capas del modelo OSI
- Detectar errores en los datos o en la red.

Existen varios tipos de Ethernet:


  • TOKEN RING
La estación se conecta al anillo por una unidad de interfaz (RIU), cada RIU es responsable de controlar el paso de los datos por ella, así como de regenerar la transmisión y pasarla a la estación siguiente. Si la dirección de la cabecera de una determinada transmisión indica que los datos son para una estación en concreto, la unidad de interfaz los copia y pasa la información a la estación de trabajo conectada a la misma.Se usa en redes de área local con o sin prioridad, el token pasa de estación en estación en forma cíclica, inicialmente en estado
desocupado.

TOPOLOGÍA DE RED
LONGITUD SEGMENTO MÁXIMO
Ethernet de cable fino (BUS)
185 Mts (607 pies)
Ethernet de par trenzado (Estrella/BUS)
100 Mts (607 pies)
Token Ring de par trenzado (Estrella/Anillo)
100 Mts (607 pies)
ARCNET Coaxial (Estrella)
609 Mts (2000 pies)
ARCNET Coaxial (BUS)
305 Mts (1000 pies)
ARCNET de par trenzado (Estrella)
122 Mts (400 pies)
ARCNET de par trenzado (BUS)
122 Mts (400 pies)

InterRedes: Un nuevo concepto que ha surgido de estos esquemas anteriores es el de Intercedes, que representa vincular redes como si se vincularán estaciones.
Este concepto y las ideas que de este surgen, hace brotar un nuevo tipo especial de dispositivo que es un vinculador para interconectar redes entre sí (la tecnología de Internet está basada en el concepto de InterRedes), el dispositivo en cuestión se denomina "dispositivo de interconexión". Es decir, lo que se conecta, son redes locales de trabajo. Un enlace central es utilizado a menudo en los entornos locales, como un edificio. Los servicios públicos como las empresas de telefonía, proporcionan enlaces de área metropolitana o de gran alcance.
Las tres topologias utilizadas para estos tipos redes son:
Red de Enlace Central: Se encuentra generalmente en los entornos de oficina o campos, en los que las redes de los pisos de un edificio se interconectan sobre cables centrales. Los Bridges y los Routers gestionan el tráfico entre segmentos de red conectados.
Red de Malla: Esta involucra o se efectúa a través de redes WAN, una red malla contiene múltiples caminos, si un camino falla o está congestionado el tráfico, un paquete puede utilizar un camino diferente hacia el destino. Los routers se utilizan para interconectar las redes separadas.
Red de Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

Cuadro comparativo de los tipos de TOPOLOGIAS: