viernes, 30 de noviembre de 2007

Los aparatos

Cuando la red es grande y muy compleja, con varios puntos repartidos pro un edificio, varios servidores o varias secciones en esa misma red, vamos a necesitar diferentes aparatos de ayuda que nos interconecten, mejoren la señal o el tráfico de red. Aquí explicaré algunos muy por encima (si no este artículo sería interminable).

El puente o Bridge

Es un aparato necesario si queremos conectar varias redes locales dentro de un edificio porque nos interese administralas por separado, o porque en algún momento queremos aislar una red de otra. Además, si tenemos una red Ethernet cuya longitud de cableado va a superar los 2'5Km entre cliente y servidor, podemos poner un puente y conseguiremos hasta 5Km de distancia.
Hay varias clases: los transparentes o en árbol que no requieren configuración alguna y no transparentes, que requieren que los paquetes de información lleven información sobre cómo reespedirlos.
El swich o hub inteligente.

El swich es un conmutador que recibe/reespide paquetes de información. Podemos confundirlo con el puente, pero la diferencia es importante. El swich sólo opera en redes locales y nunca conecta dos redes sino que segmentos de la misma red. Es pues más rápido y muy manejable. Permite administrar el ancho de banda entre los usuarios posibilitando la creación de redes virtuales.

Routers

En español encaminadores sirven para conectar redes entre sí. Realmente enrutan los paquetes de información entre sus distintos puertos. Tienen que estar configurados para soportar diferentes protocolos de red por lo que su rapidez disminuye. Ellos mismos confeccionan una tabla con la topología de la red, que se llama de algoritmos de encaminamiento. Si el router es inteligente los aprende el sólo, y si no, hay que programárselos. El almacena la ruta más corta y la más rápida y así la próxima vez que tenga que expedir paquetes lo hará de inmediato.

Fibra óptica.
Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio. Cada fibra de vidrio consta de:
Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción.
Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor.
Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la fibra.
La luz producida por diodos o por láser, viaja a través del núcleo debido a la reflexión que se produce en la cubierta, y es convertida en señal eléctrica en el extremo receptor.
Según las tendencias, en poco tiempo todas las empresas que transmiten datos, ya sean de voz, numéricos, vídeo, etc, acabarán utilizando este cable que aunque mucho más caro, es más seguro (no recibe interferencias ni eléctricas ni de radio) la señal no se distorsiona y llega muy lejos sin tener que amplificarla.
El ancho de banda es mayor. Aunque hoy se trabaja a 1,7 Gbps puede llegar a alcanzar los 39 Gbps. No se necesitan repetidores para ampliar la señal porque ésta se debilita poco.Las hay de dos clases:

a) Monomodo: Dan un gran ancho de banda y de gran alcance por lo que son óptimas para redes extensas. Pero dada su complejidad son más caras y necesitan aparatos caros de apoyo.

b) Multimodo: Se transmiten varios modos electromagnéticos por la fibra, denominándose
por este motivo fibra multimodo. Es más barato aunque con menor ancho de banda 100Mbps. Su alcance es de 2'4 Km
Estructura del cableado.

Se recomienda en estrella por ser más sencillo de montar, mantener y reparar errores.Así por ejemplo si la queremos ampliar con nuevos ordenadores, no hace falta configurar ni tocar nada de los que ya tenemos, sino que desde el nodo central tendremos capacidad para ello.

Par Trenzado

Es el más utilizado en redes. Cada cable de este tipo está compuesto por un serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de un color para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto.
El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar. (Si se habla de 4 pares quiere decir que en total hay 8 cables)
Hay varios tipos: No apantallado, apantallado y uniforme.

No apantallado o UTP (Unshield Twiested Pair)

Es el normal y más usado en todas las redes locales por ser el más barato. Lo malo es que trabaja en distancias cortas ( a no ser que se amplifique la señal) y da más errores que los otros. Hay tres categorías:
Categoría 3: Admiten frecuencias de hasta 16 Mhz
Categoría 4: Admiten frecuencias de hasta 20 Mhz
Categoría 5: Admiten frecuencias de hasta 100 Mhz
Al ser de unos 0'52 mm de grosor, de poco peso y gran flexibilidad se convierte en un cable de fácil manejo e instalación, no requiriendo grandes canalizaciones en su trazado.

Además su utilización es diversa pudiendo integrar por ejemplo estos servicios: Red de Area Local ISO 8802.3 (Ethernet) y ISO 8802.5 (Token Ring). Telefonía analógica y digital. Terminales síncronos. Terminales asíncronos. Líneas de control y alarmas .
Por cierto, cada cable se conecta a través de los RJ-45 que son conectores parecidos a los del teléfono pero más grandes y con 8 entradas para 8 cables. Para unirlos hace falta un instrumento llamado gripadora, que es como unos alicates aunque más complejos.
Apantallado STP (Shield Twiested Pair)

Como el coaxial se recubre con una malla metálica y además una lámina que sirve de pantalla. Es más caro pero reduce el error por interferencias.

Uniforme

Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento global de todos los pares mediante una lámina externa apantallante. Esta técnica permite tener características similares al cable apantallado con unos costes por metro ligeramente inferior.

Aplicaciones tecnológicas del cable coaxial

Se puede encontrar un cable coaxial:

entre la antena y el televisor
en las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet
entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados)
en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59)
en las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5
en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos
Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia (FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de 10.000 circuitos de voz.
Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps
El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.
Cable coaxial

El cable coaxial es un cable formado por dos conductores concéntricos:

Un conductor central o núcleo, formado por un hilo sólido o trenzado de cobre (llamado positivo o vivo),
Un conductor exterior en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo, en caso de cables semirígidos. Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes.

El primero está separado del segundo por una capa aislante llamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico dependerá principalmente la calidad del cable.

Todo el conjunto puede estar protegido por una cubierta aislante.
Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet).

El cable coaxial se reemplaza por la fibra óptica en distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior, lo que justifica su mayor costo y su instalación más delicada.
Cable:
Se llama cable a un conductor o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector.

Conductores eléctricos:

Cable conductor de electricidad.
Los cables cuyo propósito es conducir electricidad se fabrican generalmente de cobre, debido a la excelente conductividad de este material, o de aluminio que aunque posee menor conductividad es mas económico, y suelen estar rodeados de un material aislante con el propósito de proteger el material y evitar el riesgo de electrocución.

En las aplicaciones corrientes sólo se emplean cables sin recubrimiento protector cuando es imposible un contacto accidental con ellos (líneas aéreas por ejemplo).

Según La normativa vigente en España (Reglamento Electrotécnico para Baja Tensión) las instalaciones electricas han de seguir unas pautas en cuanto al color del aislamiento de los cables.

El cable de fase será de color negro, marrón o gris, el cable neutro será siempre azul y el cable de tierra será bicolor (amarillo y verde). En elementos de control (Termostatos, temporizadores, etc.) se utilizaran cables de color rojo.
La topología en malla:

Es una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o más de los otros nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.
Funcionamiento

El establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes en que las piezas de la red (nodo) están conectadas unas con otras por uno u otro camino, mediante cables separados. Esta configuración ofrece caminos redundantes por toda la red, de modo que si falla un cable, otro se hará cargo del tráfico.

Esta topología, a diferencia de otras (como topología en árbol y topología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red).
Las redes de malla son autoregenerables: la red puede funcionar incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de nodos evitan el paso por ese punto. Consecuentemente, se forma una red muy confiable, es una opción aplicable a las redes sin hilos (Wireless), a las redes con cable (Wired), y a la interacción del software.
Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. En una topología en malla, cada equipo está conectado a todos los demás equipos. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la fiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor importancia el uso de Wireless, ya que no hay necesidad de cableado(a pesar de los inconvenientes del (Wireless). En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza junto con otras topologías para formar una topología híbrida.

Una red de malla extiende con eficacia una red compartiendo el acceso a una infraestructura de red con mayor costo.
Ventajas y Desventajas de la topología en malla

Ventajas
Fiabilidad
Estabilidad
Menor costo de mantenimiento
Autoregenerable

Desventajas
Seguridad
Elevado costo económico (en caso de utilizar cable)
Duplicado de recursos(cableado redundante, cada nodo implica mucho más cable )
Y es el mas dificil de hacer

Topología de Red en Arbol

Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.
La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.

Red con topología de anillo

Topología de red en la que las estaciones se conectan formando un anillo. 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.

En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones.

Cabe mencionar que si algún nodo de la red se cae (término informático para decir que esta en mal funcionamiento o no funciona para nada) la comunicación en todo el anillo se pierde.
En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro.

Red en topología de estrella

Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de este.

Nodo central activo o pasivo

Si el nodo central es pasivo, el nodo origen debe ser capaz de tolerar un eco de su transmisión. Una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.

Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un router, un switch o un hub siguen esta topología. El nodo central en estas sería el hub, el router o el switch, por el que pasan todos los paquetes.

Comparación de la red en estrella con otras redes

Ventajas
Fácil de implementar y de ampliar, incluso en grandes redes.
Adecuada para redes temporales (instalación rápida).
El fallo de un nodo periférico no influirá en el comportamiento del resto de la red.
Sistema muy fiable.
No hay problemas con colisiones de datos, ya que cada estación tiene su propio cable al hub central.

Desventajas
Longitud de cable y número de nodos limitados.
Los costes de mantenimiento pueden aumentar a largo plazo.
El fallo del nodo central puede echar abajo la red entera.
Dependiendo del medio de transmisión, el nodo central puede limitar las longitudes.


Red en topología de bus

La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.

La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos. También representa una desventaja ya que si el cable se rompe, ninguno de los servidores siguientes tendrá acceso a la red.

Topología de red

Arquitecturas de red
La arquitectura o topología de red es la disposición física en la que se conectan los nodos de una red de ordenadores o servidores, mediante la combinación de estándares y protocolos.
Define las reglas de una red y cómo interactúan sus componentes. Estos equipos de red pueden conectarse de muchas y muy variadas maneras. La conexión más simple es un enlace unidireccional entre dos nodos. Se puede añadir un enlace de retorno para la comunicación en ambos sentidos. Los cables de comunicación modernos normalmente incluyen más de un cable para facilitar esto, aunque redes muy simples basadas en buses tienen comunicación bidireccional en un solo cable.
En casos mixtos se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un anillo con una MAU podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.
La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y/o los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.

Clasificación segun su tamaño


Las redes PAN (red de administración personal) son redes pequeñas, las cuales están conformadas por no más de 8 equipos, por ejemplo: café Internet.

CAN: Campus Area Network, Red de Area Campus. Una CAN es una colección de LANs dispersadas geográficamente dentro de un campus (universitario, oficinas de gobierno, maquilas o industrias) pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada en kilometros. Una CAN utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y Gigabit Ethernet para conectividad a través de medios de comunicación tales como fibra óptica y espectro disperso.

Las redes LAN (Local Area Network, redes de área local) son las redes que todos conocemos, es decir, aquellas que se utilizan en nuestra empresa. Son redes pequeñas, entendiendo como pequeñas las redes de una oficina, de un edificio. Debido a sus limitadas dimensiones, son redes muy rápidas en las cuales cada estación se puede comunicar con el resto. Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce. Además, simplifica la administración de la red.Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo (coaxial o UTP) al que están conectadas todas las máquinas. Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.

Características preponderantes:

Los canales son propios de los usuarios o empresas.
Los enlaces son líneas de alta velocidad.
Las estaciones están cercas entre sí.
Incrementan la eficiencia y productividad de los trabajos de oficinas al poder compartir información.
Las tasas de error son menores que en las redes WAN.
La arquitectura permite compartir recursos.
LANs mucha veces usa una tecnología de transmisión, dada por un simple cable, donde todas las computadoras están conectadas. Existen varias topologías posibles en la comunicación sobre LANs, las cuales se verán mas adelante.

Las redes WAN (Wide Area Network, redes de área extensa) son redes punto a punto que interconectan países y continentes. Al tener que recorrer una gran distancia sus velocidades son menores que en las LAN aunque son capaces de transportar una mayor cantidad de datos. El alcance es una gran área geográfica, como por ejemplo: una ciudad o un continente. Está formada por una vasta cantidad de computadoras interconectadas (llamadas hosts), por medio de subredes de comunicación o subredes pequeñas, con el fin de ejecutar aplicaciones, programas, etc.
Una red de área extensa WAN es un sistema de interconexión de equipos informáticos geográficamente dispersos, incluso en continentes distintos. Las líneas utilizadas para realizar esta interconexión suelen ser parte de las redes públicas de transmisión de datos.
Las redes LAN comúnmente, se conectan a redes WAN, con el objetivo de tener acceso a mejores servicios, como por ejemplo a Internet. Las redes WAN son mucho más complejas, porque deben enrutar correctamente toda la información proveniente de las redes conectadas a ésta.



Las dos formas de Arquitectura lógica:

Por ello, el sistema operativo de red le permite a ésta ofrecer capacidades de multiproceso y multiusuario.
Según la forma de interacción de los programas en la red, existen dos formas de arquitectura lógica:
Cliente - servidor: Modelo de proceso en el que las tareas se reparten entre programas que se ejecutan en el servidor y otros en la estación de trabajo del usuario. En una red, cualquier equipo puede ser el servidor o el cliente. El cliente es la entidad que solicita la realización de una tarea, el servidor es quien realiza en nombre del cliente.

Este es el caso de aplicaciones de acceso a bases de datos, en las cuales, las estaciones ejecutan las tareas de interfaz de usuario (pantallas de entrada de datos o consultas, listados, etc.) y el servidor realiza las actualizaciones y recuperaciones de datos en la base.

Redes de pares (Peer-to-Peer; Punto a punto): Modelo que permite la comunicación entre usuarios (estaciones) directamente, sin tener que pasar por un equipo central para la transferencia.
Sistema operativo de red: Es el sistema (software) que se encarga de administrar y controlar en forma general a la red. Existen varios sistemas operativos multiusuario, por ejemplo: Unix, Netware de Novell, Windows NT,.etcétera.

Recursos a compartir: Son aquellos dispositivos de hardware que tienen un alto costo y que son de alta tecnología. En estos casos los más comunes son las impresoras en sus diferentes modalidades.

Hardware de red: Dispositivos. que se utilizan para interconectar a los componentes de la red. Encontramos a las tarjetas de red (NIC;Network Interface Cards; Tarjetas de interfaz de red), al cableado entre servidores y estaciones de trabajo, así como a los diferentes cables para conectar a los periféricos.

Concentrador (hub): Le proporciona a la red un punto de conexión para todos los demás dispositivos.

Ruteadores y puentes:Dispositivos que transfieren datos entre las redes.

Sistema operativo de red: Conjunto de programas que permiten y controlan el uso de dispositivos de red por múltiples usuarios. Estos programas interceptan las peticiones de servicio de los usuarios y las dirigen a los equipos servidores adecuados.
Componentes de una Red:

Para obtener la funcionalidad de una red son necesarios diversos dispositivos de ésta, que se conectan entre sí de maneras específicas. A continuación presentamos los dispositivos básicos que conforman una red.

Servidor (server)Es la máquina principal de la red. Se encarga de administrar los recursos de ésta y el flujo de la información. Algunos servidores son dedicados, es decir, realizan tareas específicas. Por ejemplo, un servidor de impresión está dedicado a imprimir; un servidor de comunicaciones controla el flujo de los datos, etcétera.

Para que una máquina sea un servidor es necesario que sea una computadora de alto rendimiento en cuanto a velocidad, procesamiento y gran capacidad en disco duro u otros medios de almacenamiento.

Estación de trabajo (workstation):Es una PC que se encuentra conectada físicamente al servidor por medio de algún tipo de cable. En la mayor parte de los casos esta computadora ejecuta su propio sistema operativo y, posteriormente, se añade al ambiente de la red.

Impresora de red:Impresora conectada a la red de tal forma que más de un usuario pueda imprimir en ella.

Ventajas de las Redes:


Posibilidad de compartir periféricos costosos como son: impresoras láser, módem, fax, etc.
Posibilidad de compartir grandes cantidades de información a través de distintos programas, bases de datos, etc., de manera que sea más 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 minicomputadoras de forma eficiente y con un costo bastante más reducido.
Establece enlaces con mainframes. De esta forma, una Computadora de gran potencia actúa como servidor haciendo que pueda acceder a los recursos disponibles cada una de las Computadoras personales conectadas.
Permite mejorar la seguridad y control de la información que se utiliza, permitiendo el acceso de determinados usuarios únicamente a cierta información o impidiendo la modificación de diversos datos.
Inicialmente, la instalación de una red se realiza para compartir los dispositivos periféricos u otros dispositivos de salida caros, por ejemplo, las impresoras láser, los fax, etc.
Pero a medida que va creciendo la red, el compartir dichos dispositivos pierde relevancia en comparación con el resto de las ventajas. Las redes enlazan también a las personas proporcionando una herramienta efectiva para la comunicación a través del correo electrónico. Los mensajes se envían instantáneamente a través de la red, los planes de trabajo pueden actualizarse tan pronto como ocurran cambios y se pueden planificar las reuniones sin necesidad de llamadas telefónicas.

jueves, 29 de noviembre de 2007


REDES

Definición De Redes:


Una red de computadora (también llamada red de ordenadores o red informática) es un conjunto de computadoras y/o dispositivos conectados por enlaces,a través de medios físicos (medios guiados) o inalámbricos (medios no guiados) y que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.) y servicios (e-mail, chat, juegos), etc.