Punto 1 – Redes de Ordenadores

Juan Luis Cano

Las redes informáticas son un conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o más ordenadores o computadoras. Estas redes permiten la conexión para enviar, compartir y distribuir información y recursos (como programas, impresoras, archivos de bases de datos, …)

Las redes se clasifican según diversos factores, como son el alcance de la red, o por el medio utilizado (medios guiados y no guiados), por topología, por seguridad,…

El alcance es establecido por cuánto tamaño tiene

geográficamente, hay muchos tipos como son:

PAN: es una red de ordenadores usada para la

comunicación entre los dispositivos de la computadora

cerca de una persona.

LAN: Red de área local, es una pequeña red que suele englobar como mucho un edificio. Utiliza generalmente el broadcast, que es realizar un ping hacia una dirección, desde la que lo reenvía a todos los ordenadores de la red.

MAN: es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa como por ejemplo dos edificios.

WAN: son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica muy extensa, siendo por ejemplo la comunicación de una gran empresa.

Internet: La red de redes, es una red de alcance mundial que conecta gran cantidad de redesmediante un ISP (Proveedor de servicios de Internet), encargado de que los datos circulen desde el origen hasta el destino de los mismos.

Las redes de este tipo están diferenciadas por el tipo de software de aplicaciones utilizado. Hay diversos tipos de software de aplicación, algunos de ellos son:

Cliente-servidor: Las computadoras cliente envían peticiones de información o de uso de recursos a otras computadoras, llamadas servidores, que controlan el flujo de datos y la ejecución de las aplicaciones a través de la red.

Otro tipo de software de aplicación se conoce como "de igual a igual" (peer to peer). En una red de este tipo, los ordenadores se envían entre sí mensajes y peticiones directamente sin utilizar un servidor como intermediario.

Se refiere al medio físico por el que se desplazan los datos, que puede ser guiado y no guiado.

Se entiende por medio guiado la utilización de cables y de conexiones directas para comunicar la red, mientras que el medio no guiado puede ser a través de ondas, de tal forma que se está hablando de un medio de conexión inalámbrica, cada vez más extendida con el uso de los sistemas móviles, como pueden ser las PDA, Tablets, teléfonos móvil u ordenadores portátiles.

Como se ha dicho anteriormente el medio guiado es el que se utiliza a través de cables, un ejemplo es el cable coaxial .

Este tipo de cable fue el primero utilizado en redes informáticas con topología de bus.

Presenta propiedades mucho más

favorables frente a interferencias y a

la longitud de la línea de datos, de

modo que el ancho de banda puede

ser mayor.

El cable UTP es un cable formado por 8 conductores agrupados en 4 pares. Cada par está retorcido en forma helicoidal con un paso diferente. Está siendo utilizado como la forma de cableado general en muchas empresas, como conductores para la transmisión telefónica de voz, transporte de datos, etc.

Constituye el modo más simple y económico de todos los medios de transmisión, por lo que está muy extendido aunque tenga diversos fallos, como puede ser la longitud.

Este cable puede utilizarse para conexiones directas y cruzadas, agrupando los cables según este esquema:

Permite la transmisión de señales luminosas y es insensible a interferencias electromagnéticas externas.

Fuentes láser,

Diodos láser

Diodos LED

La composión del cable de fibra óptica consta de un núcleo, un revestimiento y una cubierta externa protectora.

Estas redes se conectan mediante nodos sin necesidad de una conexión física.

Hay varios tipos de red no cableada, dependiendo principalmente del alcance que alcance cada onda y de la velocidad de transmisión.

Los principales tipos de red inalámbrica son WPAN, WLAN, WWAN y WMAN (basadas en WiMAX).

Hay 3 tipos de direccionalidad:

Unidireccional (Simplex): es aquella que ocurre en una dirección solamente, de tal forma que solo existe comunicación en un sentido. Normalmente la transmisión simplex no se utiliza donde se requiere interacción humano-máquina.

Half-duplex (hdx) permite transmitir en ambas direcciones con la característica de que solo una señal puede enviarse, de tal forma que no puede haber transmisión simultánea.

Así, el transmisor y el receptor comparten una única frecuencia.

La transmisión full-duplex (fdx) permite transmitir en ambas dirección, pero simultáneamente por el mismo canal. Existen dos frecuencias a través del mismo canal, una empleada para transmitir y otra para recibir.

La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por los computadores que conforman una red para intercambiar datos.

Es decir, es la disposición física en la que se conecta una red de ordenadores. Si una red tiene diversas topologías se la llama mixta.

Hay muchas topologías, pero destacan algunas por su uso común.

Las estaciones se conectan formando un anillo, de tal forma que cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo.

Topología de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de comunicaciones. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente.

Esta topología permite que todos los dispositivos puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, que ofrece la ventaja de que todos los dispositivos obtengan la misma información. Sin embargo, es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones.

Red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador, de manera que todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él, pero las estaciones no se comunican entre sí.

Esta red crea una mayor facilidad de supervisión y control de información. Su punto débil es el hub.

La comunicación por medio de una red se lleva a cabo en dos diferentes categorías: la capa física y la capa lógica. La capa física incluye todos los elementos de los que hace uso un equipo para comunicarse con otros equipos dentro de la red, como pueden ser las tarjetas de red, los cables, las antenas… Haciendo uso de las normas de esta capa es posible construir los denominados protocolos, que son normas de comunicación más complejas (mejor conocidas como de alto nivel), capaces de proporcionar servicios que resultan útiles. La razón más importante sobre por qué existe diferenciación entre la capa física y la lógica es que cuando existe una división entre ambas, es posible utilizar un número casi infinito de protocolos distintos, lo que facilita la actualización y migración entre distintas tecnologías.

Una red tiene tres niveles de componentes: software de aplicaciones, software de red y hardware de red.

El software de aplicaciones está formado por programas

informáticos que se comunican con los usuarios de la red y permiten compartir información (como archivos de bases de datos, de documentos, gráficos o vídeos) y recursos (como impresoras o unidades de disco).

El software de red consiste en programas informáticos que establecen protocolos, utilizados para que las computadoras se comuniquen entre sí. Estos protocolos se aplican enviando y recibiendo grupos de datos denominados paquetes. Estos protocolos son muy dispares y para la correcta conexión y transmisión entre dispositivos hace falta que ambos reconozcan los mismos.

El hardware de red está formado por los componentes materiales que unen las computadoras.

Hay dos componentes imprescindibles para la comunicación a través de las redes que son:

El medio de transmisión o la forma por la que se van a comunicar los dispositivos es imprescindible, suele ser mediante cable o por conexión inalámbrica, siendo más segura la primera forma, y más cómoda la segunda.

También es necesario el adaptador de red, que permite acceder al medio material que conecta a los ordenadores, recibir paquetes desde el software de red y transmitir instrucciones y peticiones a otras computadoras, estableciendo así la comunicación. La información se transfiere en forma de dígitos binarios, o bits (unos y ceros), que pueden ser procesados por los circuitos electrónicos de los ordenadores.

Para la correcta comunicación a través de las redes se utilizan modelos de capas que son independientes de sistemas operativos y facilitan la creación de protocolos y su comprensión. Los principales modelos son el modelo OSI y el modelo TCP/IP. Los datos (llamados PDU) cambian a medida que avanzan a través de las diferentes capas del modelo, adoptando distintas formas. Las distintas formas que adoptan los datos son: Datos Capa de Aplicación Segmento Capa de Transporte Paquete Capa de Internetwork Trama Capa de Acceso de red Bits Capa Física

El modelo TCP/IP fue el

primer modelo creado,

y provee conectividad

de extremo a extremo

especificando como los

datos deberían ser

formateados,

direccionados,

transmitidos, enrutados

y recibidos por el

destinatario,

todo esto mediante los

llamados protocolos.

Está divido en 4 capas,

ordenados de arriba a abajo, son las que se ven en la imagen:

En cambio el modelo OSI utiliza 7 capas, y cada

capa utiliza distintos tipos de direcciones para

facilitar el envío de paquetes por la red.

Las capas organizadas de la más alta a la más baja son: 7. Aplicación 6. Presentación 5. Sesión 4. Transporte 3. Red 2. Enlace de Datos 1. Física

Cada capa del modelo OSI utiliza distintos tipos de direcciones para facilitar el envío de paquetes por la red:

La Física utiliza los bits de sincronización y temporización.

La capa de enlace de datos utiliza las direcciones físicas de origen y destino.

La capa de red emplea las direcciones lógicas de origen y destino.

La capa de Transporte utiliza el número de proceso de origen y destino, más conocidos

como puertos.

Las capas superiores utilizan datos de aplicaciones modificados.

Para poder trabajar con las distintas redes se utilizan los distintos protocolos, que son conjunto de aplicaciones para describir lo que ocurre a través de la red. Normalmente para la creación de protocolos se utilizan los estándares de la industria, una de las organizaciones de estándares es

IEEE o el IETF.

Hay diversos tipos de protocolos,

de aplicación (HTTP), de transporte

(TCP), de internetwork (IP)...

Punto 2 - Capa de acceso de red