Redes de Computadoras: Tipos, Componentes y Funcionamiento

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Redes de Computadoras

Definición

Una red de computadoras es un sistema de medios físicos, elementos de conexión y ordenadores, además del software necesario para el paso de la información entre ellos.

Servicios

Las redes de computadoras permiten que varios usuarios utilicen un recurso de modo compartido, que una máquina preste a otra sus elementos, que sea posible acceder a información costosa o que no cabría en un ordenador personal. Existen servicios de comunicación personal como el correo electrónico, y se pueden compartir archivos o programas entre los componentes de un grupo de trabajo.

Tipos de Redes

Red de Área Local (LAN)

Su principal característica es que el medio físico de conexión y las estaciones son propiedad del mismo dueño. Otras características son:

  • Baja tasa de errores
  • Comunicación directa entre los nodos sin necesidad de almacenamiento y reenvío
  • Canales de capacidad media-alta
  • Bajo coste
  • Compatibilidad con elementos de diferentes fabricantes

Red de Área Metropolitana (MAN)

Proporciona transporte de voz, datos y video a velocidades de fibra óptica. Conectan diferentes LAN entre sí.

Red de Área Amplia (WAN)

Características:

  • Altos tiempos de transmisión
  • Alta tasa de errores
  • Posible almacenamiento y reenvío de mensajes con el retraso inherente a ello
  • El coste de transmisión puede depender del estado de la red, mientras que en una LAN el coste es independiente del tráfico

También se conoce como la "red de redes".

Medios Físicos de Transmisión

Constituyen el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos.

Medios Guiados

Conducen las ondas a través de un campo físico (cables).

Medios No Guiados

Proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen (aire).

Problemas con Cables Eléctricos

Un problema común es la diafonía, que es la resistencia que ponen los cables a la transmisión de la corriente.

¿Depende la Calidad del Cable? Graduaciones y Diferencias

La calidad del cable depende de su categoría, que va de la 1 a la 6. La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez: a mayor tirantez, mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda la categoría 4 y 5 cuando se implementan redes de pequeñas y medianas empresas.

Composición y Grosor del Cable Coaxial

Se compone de dos conductores que forman un circuito físico, de modo que se anulen las pérdidas. El cable coaxial es un conjunto de pares coaxiales aislados dentro de una cubierta y suelen usarse dos pares coaxiales para cada circuito, uno para cada sentido de la transmisión. Los cables coaxiales utilizados en redes de áreas locales tienen un grosor estándar:

  • Cable coaxial grueso: diámetro de 0,4 pulgadas, muy resistente a las interferencias, pero coste muy elevado.
  • Cable coaxial fino: diámetro de 0,25 pulgadas, es suficientemente seguro para conexiones no muy largas, pero es más sensible a las interferencias que el grueso.

Fibra Óptica

Es la transmisión de datos usando la luz; un impulso de luz puede representar un 1 y la ausencia de luz un 0. La luz visible tiene una frecuencia del orden de 10 a 8 megahercios, con lo que su división en canales permite multiplexar transmisiones.

Ventajas

  • Principal ventaja: con un cable de fibra óptica se pueden transmitir señales a distancias mucho mayores que con los cables coaxiales o de par trenzado.
  • Además, la cantidad de información capaz de transmitir es mayor, por lo que es ideal para redes a través de las cuales se desee llevar a cabo videoconferencias.
  • No sufre interferencias debidas a problemas electromagnéticos.
  • Es inmune a las situaciones atmosféricas.
  • Permite la utilización de un gran ancho de banda.
  • La velocidad de transmisión es enorme.
  • Puede haber una gran distancia entre repetidores.

Inconvenientes

El coste es similar al del cable coaxial y al del cable UTP, pero las dificultades de instalación y las conexiones aumentan el coste total.

Principio Común Inalámbrico

Al conectar una antena apropiada a un circuito electrónico, las ondas electromagnéticas se pueden difundir de manera eficiente y captarse por un receptor a cierta distancia.

¿En qué tipo de redes se usan las ondas de radio?

Se emplean en las redes de radio-transmisión, que son redes inalámbricas. Se emplean en la comunicación tanto de interiores como de exteriores. El transmisor y el receptor de ondas de radio no tienen la necesidad de alinearse porque son omnidireccionales, es decir, viajan en todas las direcciones desde la fuente.

Las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia. A baja frecuencia, las ondas de radio cruzan bien los obstáculos, pero la potencia se reduce drásticamente con la distancia a la fuente. A frecuencias altas, las ondas de radio tienden a viajar en línea recta y a rebotar en los obstáculos; también son absorbidas por la lluvia. Todas las ondas de radio están sujetas a interferencias causadas por motores y equipos eléctricos.

Transmisión por Microondas, ¿Alineadas?

Sí, porque las ondas viajan en línea recta y, por tanto, se pueden enfocar en un haz estrecho. Concentrar toda la energía en un pequeño haz con una antena parabólica produce una señal mucho más alta en relación con el ruido, pero las antenas transmisoras y receptoras deben alinearse entre sí.

Ventajas e Inconvenientes de las Ondas Infrarrojas

Ventajas

  • No atraviesan los objetos sólidos, por lo que un sistema infrarrojo no interfiere con un sistema similar en un lado adyacente. Por ejemplo, la seguridad de estos sistemas contra espionajes es mejor que la de los sistemas de radio.
  • No necesita licencia del gobierno para operar, en contraste con los sistemas de radio.
  • Es un candidato perfecto para las LAN inalámbricas de interiores.

Inconvenientes

  • No atraviesan los objetos sólidos.

Se usan mucho para la comunicación de corto alcance y son un candidato perfecto para la instalación de LAN inalámbricas en interiores.

Redes Inalámbricas

Son redes que no necesitan cableado y transmiten los datos en forma de ondas electromagnéticas.

Ventajas

  • Movilidad: los ordenadores que tengan una tarjeta de red inalámbrica podrán cambiar su ubicación sin problemas de cableado. Por ejemplo, los ordenadores portátiles.
  • Facilidad de instalación: el tiempo de instalación se reduce.
  • Precio: en algunos casos puede reducirse la inversión.

Hub

Es el elemento básico para interconectar los dispositivos de una LAN de par trenzado. Son cajas con un número determinado de conectores, habitualmente RJ45, más otro conector adicional de tipo diferente para enlazar con otro tipo de red.

Switch

Los switches son dispositivos que aíslan el tráfico de cada subred o de cada ordenador conectado directamente con este dispositivo. Así conseguiremos segmentar la red: varios segmentos o subredes con tráfico aislado constituyen la red.

Router

Es un dispositivo que permite conectar dos redes de igual o diferente protocolo, pero con diferencias a nivel de cableado o de acceso al medio. Permiten gestionar el tráfico y conectar redes separadas geográficamente.

Protocolo TCP/IP

Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet. Existen tres tipos:

  • Intranet: red local en la que los ordenadores utilizan TCP/IP.
  • Internet: conjunto de redes interconectadas por un router y que utilizan TCP/IP.
  • Extranet: dos o más intranets situadas en diversos lugares geográficos e interconectadas por líneas de transmisión de datos. Por ejemplo, aulas de diferentes centros conectadas por una línea telefónica.

DHCP

Protocolo de Configuración Dinámica de Host. Permite asignar direcciones IP y otras opciones TCP/IP de configuración de manera automática a los equipos.

Arquitectura de Comunicaciones

Es la descripción de los elementos o módulos que toman parte en la transmisión de datos y de las relaciones entre ellos. Las arquitecturas utilizadas actualmente adoptan la forma de torres de niveles superpuestos. Viene definida por tres características: su tipología, el método de acceso a la red y los protocolos de comunicación.

Protocolo

Es el conjunto de normas que rige la comunicación entre los elementos del sistema y son establecidos por organizaciones de reconocimiento mundial.

  • El protocolo OSI, desarrollado por la ISO.
  • El protocolo de la IEEE, está más orientado al hardware que al software.
  • Protocolo TCP/IP, originalmente desarrollado por la Secretaría de Defensa de los EEUU junto con algunas universidades importantes y fue desarrollado para Internet.

7 Niveles/Capas del Modelo de Arquitectura de Red (OSI)

  • Nivel físico
  • Nivel de enlace
  • Nivel de red
  • Nivel de transporte
  • Nivel de sesión
  • Nivel de presentación
  • Nivel de aplicación

Topología de Red

Se denomina a la disposición en que se colocan los equipos y las conexiones físicas entre ellos. Afectará al coste del sistema de cableado, al rendimiento global de la red y a las políticas de comunicación utilizadas. La topología física describe el modo de cableado instalado y la topología lógica describe en qué secuencia lógica están conectadas las estaciones.

Tipos de Servidores

  • Servidores de discos: permiten compartir zonas del disco; hay dos tipos: dedicados y no dedicados.
  • Servidores de archivos: permiten compartir archivos o ficheros del disco duro, que a su vez pueden ser: centralizados, distribuidos, dedicados y no dedicados.
  • Servidores de impresión: permiten compartir impresoras. Deben disponer del software adecuado y, por lo general, contiene lo que se conoce con el nombre de "cola de impresión".

Diferencia entre Estaciones de Trabajo y Nodo

  • Nodo: es un término que se refiere al principio, al final o a la intersección de un enlace de comunicación, no a un dispositivo específico.
  • Estación de trabajo: sería un ordenador que facilita al usuario el acceso a los servidores y periféricos de la red.

Sistema Operativo de Red

Se trata de un conjunto de programas que permiten el flujo de información entre los elementos de la red. Se ejecuta tanto en el servidor como en las estaciones de trabajo.

Tarjeta de Red

Es una tarjeta de circuitos que se instala en cada estación, de modo que ésta pueda comunicarse con las demás y con el ordenador central. Las más populares son las Ethernet.

Función de Repetidores y Bridges

  • Los repetidores amplifican la señal que reciben, permitiendo así que la distancia entre los puntos de la red sea mayor que la que un cable permite.
  • Un bridge encadena dos segmentos de la misma red. Su objetivo es separar la red en dos zonas, de modo que el tráfico local a cada una de ellas no se perciba en el otro segmento.

Pasarela o Gateway

Es el dispositivo más complejo de conexión, porque aborda la traducción de mensajes entre redes completamente diferentes.

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