MASTER DEGREE: Industrial Systems Engineering

Transcripción

1 PAC- Performance-centered Adaptive Curriculum for Employment Needs Programa ERASMUS: Acción Multilateral LLP BG-ERASMUS-ECUE MASTER DEGREE: Industrial Systems Engineering ASIGNATURA ISE1: Introducción a los Sistemas Industriales MÓDULO 4: Redes informáticas y Sistemas Distribuidos TAREA 4-1: REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES

2 Contenido TAREA 4-1: REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS CONTENIDO Definición Bloques de construcción de red Tipos de redes Clasificación Modelo de interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) Topología de red Elementos básicos de red Comunicaciones sin cable (WLAN, WiFi) Arquitectura Ethernet CONCLUSIONES BIBLIOGRAFÍA Y/O REFERENCIAS ENLACES DE INTERÉS Índice de figuras Figura 1: Esquema de una red LAN... 5 Figura 2: Esquema de una red MAN... 6 Figura 3: Esquema de una red WAN... 6 Figura 4: Esquema de alcance de las diferentes redes... 7 Figura 5: Esquema de conmutación de circuitos... 7 Figura 6: Esquema de conmutación de paquetes... 8 Figura 7: Sistema simple de comunicación por conmutación de paquetes... 8 Figura 8: Esquema de las 7 capas del modelo OSI... 9 Figura 9: Topología estrella Figura 10: Topología Bus Figura 11: Topología anillo Figura 12: 1) Red centralizada (2) Red descentralizada (3) Red distribuida Figura 13: Esquema de la topología de red Puesto a Puesto (Peer-to-peer) Figura 14: Esquema de la topología de red Cliente -Servidor Figura 15: Ejemplo de un router REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 2

3 Figura 16: Ejemplo de un Switch Figura 17: Ejemplo de hub Figura 18: Conector BNC y Conector RJ45 (de izquierda a derecha) Índice de tablas Tabla 1: Comparación de conmutación de circuitos y paquetes... 9 REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 3

4 TAREA 4-1: REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS Las redes informáticas son un mecanismo que ha hecho que la forma de vida cambie radicalmente, especialmente por la generalización del uso de Internet. La comunicación se ha vuelto más rápida y accesible, independientemente de la distancia. El factor para definir una comunicación es el desarrollo de la red de telecomunicaciones. Así, cada vez más usuarios utilizan diariamente estas redes, ya sea en el ámbito profesional, como en el personal. En esta tarea realizará un estudio de estas redes tan comunes en la vida diaria. Se comenzará con una definición de éstas y con los elementos principales necesarios para poder construir una red. A continuación se detallarán los tipos de redes y se dará una clasificación. En las topologías de red se verán las distribuciones posibles, según las necesidades. Se finalizará con una descripción más detallada de los componentes de red, para terminar con la descripción de la arquitectura Ethernet. 2. CONTENIDO 2.1 Definición El concepto básico de red hace referencia a dos o más computadoras conectadas entre sí a través de un dispositivo específico. De este modo, pueden compartir recursos, como archivos, impresoras, conexión a Internet, aplicaciones o una combinación de todos ellos, que podrán ser vistos por todos los usuarios o sólo por un grupo. Para que una computadora pueda tener acceso a la red, deberá poseer una tarjeta particular (Network Interface Card). Al conectar el ordenador hay que tener en cuenta la topología, que define la arquitectura de la red. Ésta puede ser lógica o física. La lógica se refiere a cómo funciona la red, que puede ser Ethernet o por Token; mientras que la física indica el modo en el que la red está armada físicamente. 2.2 Bloques de construcción de red En la construcción de redes intervienen muchos dispositivos. Una red no es sólo la unión de dos ordenadores, sino que también intervienen servidores (de impresora, proxy, web, de copias de seguridad) así como diferentes dispositivos, como routers, conmutadores, concentradores, etc. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 4

5 2.3 Tipos de redes Existen distintos tipos de redes dependiendo de muchos factores. A continuación, se mostrarán los tipos más comunes en función de su extensión o alcance. La clasificación determina los medios de conexión, los dispositivos y los protocolos requeridos para operarlas [1]. PAN (Personal Area Network, Red de Área Personal). Es la red inalámbrica de interconexión de periféricos que se puede encontrar tanto a unos pocos centímetros como a metros de distancia del emisor. Sus velocidades de transmisión son inferiores al megabit por segundo. Es estándar más conocido es el bluetooth, que se utiliza para el intercambio de archivos Persona a Persona (Person to Person, Peer-to-Peer o P2P) o Terminal a Terminal (Device-to-Device o D2D). LAN (Local Area Network, Red de Área Local). Es la red que suele situarse en el mismo edificio o en entornos de unos 200 m, llegando al kilómetro con repetidores, o a 450 m en versiones inalámbricas. Las redes locales son las más conocidas y son las que trataremos en este libro. La más conocida de estas redes en su versión inalámbrica es la WiFi. Actualmente existen tarjetas y dispositivos interfaz que permiten emitir hasta unos 450 m en condiciones meteorológicas buenas, sin interferencias y sin obstáculos intermedios, pero en la práctica suelen funcionar solamente de forma óptima en distancias de unos 100 o 200 m. Figura 1: Esquema de una red LAN CAN (Campus Area Network, Red de Área Campus). Es la red cuya extensión es la de un campus universitario, una base militar, un polígono industrial o un grupo de grandes edificios en un área geográfica limitada. Las dimensiones solían ser superiores a las de las redes locales, sin embargo, tienen la misma tecnología, ya que suelen ser del mismo propietario. Muchos la consideran como un subtipo de las redes MAN. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 5

6 MAN (Metropolitan Area Network, Red de Área Metropolitana). Es la red que se sitúa en un barrio, urbanización, ciudad o municipio pequeño (a pocos kilómetros, normalmente oscila entre 1 y 7 km y excepcionalmente puede llegar a decenas de kilómetros con repetidores). Las tecnologías de este grupo se conocen como de banda ancha (Wireless Broadband). Figura 2: Esquema de una red MAN WAN (Wide Area Network, Red de Área Mundial). ES la red global (varios países, un continente o incluso mundial). Estas redes suelen estar diseñadas para la interconexión de redes. Las tecnologías inalámbricas de este tipo como vsat (conexiones satélite muy utilizadas en barrios de la periferia de las capitales, en el campo, etc) 2G, 3G y 4G (soluciones vía telefonía móvil, que cada día ganan más adeptos, ya que pueden llegar a velocidades de cientos de megabits por segundo, aunque en España sólo se llega a 24 megabits por segundo en las ciudades más grandes y sólo en áreas concretas), etc. Figura 3: Esquema de una red WAN REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 6

7 En la siguiente figura se pueden apreciar las diferentes redes según su alcance: 2.4 Clasificación Figura 4: Esquema de alcance de las diferentes redes Existen dos formas de conexión en red [4]: Conmutación de circuitos (Circuit switching). La propiedad distintiva de una conexión de conmutación de circuitos es la existencia, durante toda la fase de comunicación de la llamada, de una trayectoria física y eléctrica continua (sin corte) entre los puntos de origen y destino. La trayectoria se establece al inicio de la llamada y se libera después de la llamada. La trayectoria puede ofrecer ya sea una sola dirección (simplex) o dos direcciones (dúplex) de comunicación. Las redes de conmutación de circuitos generalmente se necesitan cuando se requiere interacción muy rápida o instantánea (como en el caso de voz). Figura 5: Esquema de conmutación de circuitos REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 7

8 Conmutación de paquetes (Packet switching). A diferencia de la conmutación de circuitos, en la conmutación de paquetes no se establece una trayectoria física completa desde el origen hasta el destino en cualquier momento durante la comunicación. En lugar de eso, la información total que se va a transmitir se separa en cierto número de elementos o paquetes, cada uno de los cuales se envía en turno. Figura 6: Esquema de conmutación de paquetes La analogía puede ser el envío del texto de un libro a través del correo en un gran número de sobres. En cada sobre individual se envía una página. Los sobres postales se pueden enviar ya sea secuencialmente (digamos uno por día) o numerados para que el receptor pueda ensamblar las páginas en orden. Si el receptor recibe un sobre sin numerar, puede escribir de regreso y pedir su número. De esta forma, se puede establecer una comunicación muy precisa y confiable. Las redes de comunicación de paquetes son más eficientes cuando no se requiere la respuesta instantánea, sino que es primordial operar ocn muy baja corrupción (ya sea por distorsión o pérdida de información). Así, las redes de conmutación de paquetes han llegado a ser la infraestructura de muchos sistemas de comunicación de datos. Figura 7: Sistema simple de comunicación por conmutación de paquetes REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 8

9 Tabla 1: Comparación de conmutación de circuitos y paquetes Conmutación de circuito Mínimo tiempo de respuesta Uso muy ineficiente de la capacidad de conexión En sobrecarga, no puede realizar la conexión Ambos extremos de conexión deben tener el mismo rango de datos Conmutación de paquete Tiempo de respuesta variable Uso mucho más eficiente de la capacidad de conexión Puede conectarse casi siempre, pero con grandes tiempos de respuesta La conversión del rango de datos es fácil 2.5 Modelo de interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) El organismo ISO definió en 1984 un modelo de referencia llamado Open System Interconnection (OSI) destinado a estandarizar los intercambios entre dos máquinas. Con él, define lo que debe ser una comunicación de red completa. El conjunto de procesos se divide así en siete capas jerárquicas. Este modelo define de forma precisa las funciones asociadas a cada capa. Cada una de ellas se comporta como un prestador de servicios para la capa inmediatamente superior. Para que una capa pueda hacer una petición o enviar datos al nivel equivalente del intercambiador, debe constituir una información y hacerle pasar a través de todas las capas inferiores, cada una de las cuales le añadirá un encabezamiento específico convirtiéndose en una especie de tren. Una vez transferida, se decodifica la información y se liberan la petición o los datos que originaron el proceso [2]. Figura 8: Esquema de las 7 capas del modelo OSI REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 9

10 2.6 Topología de red La topología en informática es el patrón de conexión o distribución física en la que se encuentran dispuestos los nodos (estaciones) que componen una red. Existen tres topologías básicas, de las cuales se pueden derivar otras más complejas: Bus, Estrella (Star) y Anillo (Ring). [5] La topología Estrella (Star) se caracteriza por existir en ella un nodo central al cual se conectan directamente todas las computadoras, de un modo muy similar a los radios de una rueda. Como se puede deducir, si falla el nodo central, se afecta toda la red. Sin embargo, esta topología ofrece una gran modularidad, lo que permite aislar una estación defectuosa con bastante sencillez y sin perjudicar al resto de la red. Para aumentar el número de computadoras no es necesario interrumpir la actividad de la red. La topología en estrella se emplea en redes de estándar Ethernet y ArcNet. Figura 9: Topología estrella En la topología Bus, usada tradicionalmente en redes Ethernet, al contrario que en la topología de Estrella, no existe un nodo central. Todas las computadoras que componen la red quedan unidas entre sí linealmente, una a continuación de la otra, como los vagones de un tren. Usando la misma analogía, igual que todo el tren se puede detener si un vagón descarrila o se desconecta de la fila de vagones, si se produce un fallo en una parte del cableado de una red Bus detendría el sistema total o parcialmente, en función del lugar en que se produzca. Además, es muy difícil encontrar y diagnosticar las averías que se produzcan. Figura 10: Topología Bus REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 10

11 Debido a que en una red Bus la información recorre todo el bus bidireccionalmente hasta encontrar su destina, la posibilidad de interceptar la información por usuarios no autorizados es superior a la existente en una red en estrella, debido a la modularidad que ésta posee. La topología en Anillo (Ring), como su nombre indica, consiste en conectar linealmente entre sí todos los computadores en un bucle cerrado. La información se transfiere en un solo sentido a través del anillo, mediante un paquete especial de datos, llamado testigo, que se transmite de un nodo a otro, hasta alcanzar la computadora destino. Figura 11: Topología anillo Existe otra clasificación de topologías según su centralización, donde se diferencian: Centralizada: todas las comunicaciones e centran en un solo equipo. Es una topología muy parecida a la estrella. Descentralizada. Existen varios centros que concentran las comunicaciones, y éstos, a su vez, están centralizados en otro elemento de forma jerárquica. Es una topología en árbol. Distribuida. Aparece cuando no existe ningún equipo que centralice las conexiones. También se llama de malla. Figura 12: 1) Red centralizada (2) Red descentralizada (3) Red distribuida REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 11

12 Topología de red híbrida: combina las mejores características de dos o más redes diferentes. Las topologías híbridas son confiables y versátiles. Estas proporcionan un gran número de conexiones y caminos de transmisión de datos para los usuarios. Su implementación se debe a la complejidad de la solución de red, o bien al aumento en el número de dispositivos, lo que hace necesario establecer una topología de este tipo. Las topologías hibridas tiene un costo muy elevado debido a su administración y mantenimiento ya que cuentan con segmentos de diferentes tipos lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la conectividad deseada. Topología lógica: describe la manera en que los datos son convertidos a un formato de trama específico y la manera en que los pulsos eléctricos son transmitidos a través del medio de comunicación, por lo que esta topología está directamente relacionada con la Capa física y la Capa de Conexión (enlace) del modelo OSI. Una de las topologías lógicas más populares es Ethernet. Entre las topologías lógicas usadas para redes WAN está ATM (Asynchronous Transfer Mode) conocido también como estándar ATM. Por relación funcional: Puesto a puesto (Peer to peer) Cuando todos los puestos tienen un papel idéntico y son a la vez clientes de los recursos disponibles y servidores. En este tipo de estructura, que en general agrupa pocos puestos, los recursos, las operaciones de seguridad y las tareas de administración se distribuyen sobre el conjunto de la red. El control centralizado no es una opción válida. A menudo, cada usuario es administrador de su propio puesto. Este tipo de organización supone que los usuarios no son completamente neófitos y pueden trabajar en un entorno correctamente estructurado. Otro inconveniente es que no se puede centralizar la gestión de los usuarios sobre una única base de datos de la red, es decir, no se puede controlar el acceso a los recursos en función de los nombres de usuarios. En un entorno de estaciones Microsoft Windows XP Edición Familiar, se llamará Grupo de Trabajo (workgroup) a este tipo de organización. Figura 13: Esquema de la topología de red Puesto a Puesto (Peer-to-peer) REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 12

13 Red Cliente servidor. Se trata de una red centralizada. Cada usuario dispone de un nombre y contraseña que debe proporcionar en el momento de la apertura de una sesión en la red, con el fin de autenticarse. También se centraliza la base de datos de los usuarios de la red. Así es posible controlar el acceso a los recursos utilizando la seguridad a nivel de usuario, es decir, se individualizan los permisos para cada usuario en función de cada uno de los recursos disponibles. De esta manera es mucho más fácil saber quién hace qué y en qué momento. Se nombra administrador a un usuario específico, que tiene por función administrar el conjunto de los recursos de la red. Es el usuario que tiene más poder sobre el conjunto de la red. Se puede citar a MS Windows Server 2003 como sistema operativo de arquitectura centralizada [2]. Figura 14: Esquema de la topología de red Cliente -Servidor 2.7 Elementos básicos de red A continuación se muestran los accesorios de red más comunes necesarios a la hora de crear una red [5]: Rack: armario generalmente metálico donde se localizan los elementos de red como routers, servidores, etc. Router: El router es un dispositivo utilizado en redes de mayor porte. Es más "inteligente" que el switch, pues, además de cumplir la misma función, también tiene la capacidad de escoger la mejor ruta que un determinado paquete de datos debe seguir para llegar a su destino. Es como si la red fuera una ciudad grande y el router elige el camino más corto y menos congestionado. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 13

14 Figura 15: Ejemplo de un router Estáticos: este tipo es más barato y está enfocado en elegir siempre el camino más corto para los datos, sin considerar si aquel camino tiene o no atascos. Dinámicos: este es más sofisticado (y consecuentemente más caro) y considera si hay o no atascos en la red. Trabaja para hacer el camino más rápido, aunque sea el camino más largo. No sirve de nada utilizar el camino más corto si éste está congestionado. Bridge (puente): se utiliza para unir varios segmentos de redes distintas para que se comporten como si se tratase de una sola red. Al tratarse de unión de redes distintas (cables independientes), la unión se realiza por software a nivel de enlace y no a nivel de red. Así, de un segmento o red sólo saldrá por el bridge el tráfico de datos destinado a otra red o segmento diferente, mientras que todo el tráfico interno seguirá en la misma red. Switch: es un hub inteligente, puesto que transmite la información sólo a la computadora que va destinada, lo cual permite manejar de manera optimizada mayor cantidad de información, como la que requiere la transmisión de vídeo. Figura 16: Ejemplo de un Switch Hub (concentrador): es un dispositivo que provee una conexión central para implementar una red en Estrella. Básicamente consta de una caja con un número determinado de puertos RJ4 en los que se pueden conectar cables para conexión a un PC. Los hubs también están provistos de un conector de salida para enlazar (uplink) con otro hub cuando se requiera ampliar la red a más terminales, y algunos tienen un conector diferente para otro tipo de cable. El hub básicamente extiende la funcionalidad de la red (LAN) para que el cableado pueda ser extendido a mayor distancia. Actúa como un repetidor que amplifica la señal de datos que recibe y la reenvía a todos los puertos que contenga. Esto es, si el Hub contiene 8 puertos (salidas), todas las computadoras que estén conectadas al hub recibirán la misma información; corresponde entonces a las estaciones de trabajo decidir si se quedan o no con tales datos, lo cual puede ocasionar tráfico innecesario y retardos en la comunicación. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 14

15 Figura 17: Ejemplo de hub Repetidor: cuando una señal viaja a lo largo de un cable va perdiendo fuerza a medida que avanza, lo cual puede llegar a causar una pérdida de información. Los repetidores (repeaters) amplifican la señal que reciben, permitiendo así que la distancia entre dos puntos de la red sea mayor que la que un cable permite normalmente. Algunos accesorios de red híbridos Switch multicapa (MLS) Tradicionalmente un Switch toma decisiones utilizando el encabezado de Capa 2 mientras que un Router lo hace utilizando el encabezado de Capa 3. Un Switch multi-capa combina la funcionalidad de un Switch y un Router en un dispositivo. Un Switch multi-capa toma decisiones utilizando el encabezado de Capa 2 y si es necesario lo hace utilizando el encabezado de Capa 3. Convertidor de protocolo: es un equipo mediante el cual se transporta, de manera confiable, la información de un dispositivo electrónico de control de redes de distribución hacia un medio de comunicación distinto al original y/o en diferentes protocolos. Brouter (contracción de bridge y router): dispositivo de interconexión de redes de computadoras que funciona como un puente de red y como un enrutador. Un brouter puede ser configurado para actuar como puente de red para parte del tráfico de la red, y como enrutador para el resto. Proxy: Un servidor Proxy es un ordenador que sirve de intermediario entre un navegador Web e Internet. El Proxy contribuye a la seguridad de la red. Por lo general está situada en la DMZ (zona desmilitarizada). Los servidores Proxy permiten dar seguridad y mejorar el acceso a páginas Web, conservándolas en la caché. De este modo, cuando un usuario envía una petición para acceder a una página Web que está almacenada en la caché, la respuesta y el tiempo de visualización es más rápido. Los servidores Proxy aumentan también la seguridad ya que pueden filtrar cierto contenido Web y programas maliciosos. Firewall: El sistema firewall es un sistema de software, a menudo sustentado por un hardware de red dedicada, que actúa como intermediario entre la red REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 15

16 local (u ordenador local) y una o más redes externas. Un sistema de firewall puede instalarse en ordenadores que utilicen cualquier sistema siempre y cuando: La máquina tenga capacidad suficiente como para procesar el tráfico El sistema sea seguro No se ejecute ningún otro servicio más que el servicio de filtrado de paquetes en el servidor En caso de que el sistema de firewall venga en una caja negra (llave en mano), se aplica el término "aparato". Multiplexor: Un multiplexor es el dispositivo de multiplexado que combina las señales de los transmisores y las envía a través de un canal de alta velocidad. Un demultiplexor es el dispositivo de multiplexado a través del cual los receptores se conectan al canal de alta velocidad Tarjeta de red: Las tarjetas de red (también denominadas adaptadores de red, tarjetas de interfaz de red o NIC) actúan como la interfaz entre un ordenador y el cable de red. La función de la tarjeta de red es la de preparar, enviar y controlar los datos en la red. Módem: es un periférico utilizado para transferir información entre varios equipos a través de un medio de transmisión por cable (por ejemplo las líneas telefónicas). Los equipos funcionan digitalmente con un lenguaje binario (una serie de ceros y unos), pero los módem son analógicos. Las señales digitales pasan de un valor a otro. No hay punto medio o a mitad de camino. Es un "todo o nada" (uno o cero). Por otra parte, las señales analógicas no evolucionan "paso a paso" sino en forma continua. Cables: Para unir todos los dispositivos anteriormente mencionados. Coaxial: se trata de un hilo de cobre en la parte central rodeado por una malla metálica y separados ambos elementos conductores por un cilindro de plástico, protegidos finalmente por una cubierta exterior. El cable coaxial es menos susceptible a interferencias y ruidos que el cable de par trenzado y puede ser usado a mayores distancias que éste. Puede soportar más estaciones en una línea compartida. Es un medio de transmisión muy versátil con un amplio uso Par trenzado: Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente cuatro, recubiertos por un material aislante. Dependiendo del número de pares que tenga el cable, del número de vueltas por metro que posea su trenzado y de los materiales utilizados, los estándares de cableado estructurado clasifican a los cables de pares trenzados por categorías: 1, 2, 3, 4, 5, 5e, 6 y 7. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 16

17 Fibra óptica: La fibra óptica está basada en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria. El medio de transmisión consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. El cilindro interior se denomina núcleo y el exterior se denomina envoltura, siendo el índice de refracción del núcleo algo mayor que el de la envoltura. En la superficie de separación entre el núcleo y la envoltura se produce un fenómeno de reflexión total de la luz. La envoltura, al poseer un menor índice de refracción mantiene toda la luz en el interior. Finalmente una cubierta plástica delgada impide que cualquier rayo de luz del exterior penetre en la fibra. Varias fibras suelen agruparse en haces protegidos por una funda exterior. Conectores: Sirven para unir el cable a la tarjeta de red. Existen los tipos BNC (cable coaxial) y RJ45, aunque este último es el más utilizado Figura 18: Conector BNC y Conector RJ45 (de izquierda a derecha) 2.8 Comunicaciones sin cable (WLAN, WiFi) Una red inalámbrica o WLAN está formada por un conjunto de equipos y protocolos necesarios para la comunicación entre sistemas utilizando canales radioeléctricos en un ámbito local. Una WLAN es una alternativa atractiva y muy válida en entornos en los que sea imposible o difícil realizar el cableado, ya sea por motivos de infraestructura como por motivos económicos. En estos momentos existen varias soluciones prácticas de WLAN que operan de forma mayoritaria con redes Ethernet, aunque también existen soluciones que se configuran como segmentos de redes Token Ring. Todos los elementos de las WLAN están ubicados en los niveles 1 (físico) y 2 (enlace) del modelo OSI, por lo que son siempre redes físicas y se integran perfectamente con el resto de los sistemas que operan sobre los niveles superiores. Las velocidades de transmisión conseguidas suelen ser inferiores a las obtenidas con sus equivalentes cableadas. Una velocidad de 2Mbit/s suele ser bastante habitual, aunque determinadas tecnologías ópticas, como los infrarrojos o el láser, pueden ofrecer velocidades superiores. Otro parámetro que hay que considerar es la capacidad para atravesar obstáculos sólidos y opacos como muebles y paredes, siendo esta capacidad aceptable en el caso REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 17

18 de utilizar radiofrecuencias, pero nula en el caso de utilizar tecnologías ópticas. Las tecnologías WLAN mayormente utilizadas son: Bluetooth: ha creado las redes de área personal (PAN) que proporcionan un medio de comunicación inalámbrico eficaz entre diferentes equipos situados en puntos físicos cercanos, como dentro de un despacho, sala de ordenadores, etc. IEEE b: Es un estándar propuesto por el organismo IEEE para implementar WLAN con velocidades de 1Mbit/s, 2Mbit/s, 5,5MBit/s y 11MBit/s adaptándose la velocidad de transmisión a la calidad del canal obtenido. A este tipo de WLAN se pueden conectar hasta un máximo de cuarenta equipos, con una longitud total de 150m en espacios cerrados y de 300 m en espacios abiertos. Trabaja en la denominada banda ISM (para aplicaciones médicas, científicas y de investigación). Tecnología de telefonía celular o móvil. Forma parte de las denominadas redes de área extensa sin hilos o WWAN (Wireless Wide Area Network) que de las WLAN. Permiten velocidades que van de los 192kbit/s a los 2Mbit/s. 2.9 Arquitectura Ethernet A finales de 1960, la universidad de Hawai desarrolló una red de área amplia (WAN, Red que se extiende a través de un área geográfica mayor a una LAN). La universidad necesitaba conectar varias computadoras que estaban esparcidas a través de su campus. La pieza principal en el diseño de la red fue llamado Carrier-Sense Multiple Access with Collision Detection (CSMA/CD). Carrier-Sense significa que la computadora escucha el cable de la red y espera hasta un periodo de silencio para poder mandar su mensaje. Multiple Access se refiere a que múltiples computadoras pueden estar conectadas en el mismo cable de red. Collision Detection es una protección contra mensajes chocando en el tránsito [6]. Este temprano diseño de red fue la fundación de lo que hoy es Ethernet. En 1972, Xerox Corporation creó el experimental Ethernet, y en 1975 introdujo el primer producto Ethernet. La versión original de este producto de red fue diseñado como un sistema de 2.94 Mbps (Megabits por segundos) conectando hasta 100 computadoras en un cable de un kilómetro. El Ethernet de Xerox fue tan exitoso que Xerox, Intel y Digital crearon un estándar para Ethernet de 10mbps. Este diseño fue la base de la especificación IEEE El producto Ethernet se apega en la mayoría de las partes del estándard REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 18

19 El CSMA/CD funciona de la siguiente manera: cuando una computadora desea mandar información primero escucha el cable de la red para revisar que no se esté usando en ese preciso momento (Carrier-Sense). Esto se oye muy sencillo, pero el problema reside en que dos o más computadoras al escuchar que no se está usando el cable pueden mandar el exacto mismo momento su información (Multiple Access), y como solamente puede haber uno y sólo un mensaje en tránsito en el cable se produce una colisión. Entonces las computadoras detectan la colisión y deciden reenviar su información a un intervalo al azar, es importante que sea al azar ya que si ambas computadoras tuvieran el mismo intervalo fijo se produciría un ciclo vicioso de colisiones y reenvíos (Collision Detection). Asi por ejemplo al detectar la colisión una computadora se espera tres milisegundos y la otra cinco milisegundos, siendo obvio que una computadora reenviara en primer lugar y la otra esperará a que el cable este de nuevo sin tránsito. Evidentemente que en una misma red Ethernet al haber muchas computadoras tratando de enviar datos al mismo tiempo y/o al haber una transferencia masiva de datos se crea un gran porcentaje de colisiones y utilización. Si se pasa del 1% de colisiones y/o 15% de utilización de cable ya se dice que la red está saturada. Además, las señales de este tipo de red tienden a degradarse con la distancia debido a la resistencia, la capacidad u otros factores. Inclusive la señal todavía se puede distorsionar por las interferencias eléctricas exteriores generadas por los motores, las luces fluorescentes y otros dispositivos eléctricos. Cuanto más se aumenta la velocidad de transmisión de los datos. Más susceptible es la señal a degradarse. Por esta razón las normas de Ethernet especifican los tipos de cables, los protectores y las distancias del mismo, la velocidad de transmisión y otros detalles para trabajar y proporcionar un servicio relativamente libre de errores en la mayoría de los entornos. Las redes Ethernet pueden utilizar diferentes tipos de cableado, cada uno con sus beneficios y problemas. Los tres cableados más comunes son Thinnet, Thicknet, y Twisted Pair (Par trenzado). 3. CONCLUSIONES Una red implica la conexión de dos o más computadoras a través de un dispositivo específico. En esta red, puede haber otros dispositivos conectados, lo que permitirá a los usuarios compartir recursos o acceder a dichos dispositivos. Según el alcance de la red, se diferenciará entre red PAN, LAN, CAN, MAN y WAN, variando desde sólo unos centímetros o metros hasta kilómetros respectivamente. Las conexiones de red se pueden clasificar en conmutación de circuitos, donde la trayectoria física es continua, o conmutación por paquetes, cuya información de la comunicación se separa en elementos. REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 19

20 Para que todo esto sea posible, se ha definido un modelo estándar, el modelo OSI, con un comportamiento específico para cada una de las 7 capas que lo componen. Dentro de la topología de redes, se encuentran la distribución en estrella, con un punto central al que acceden todas las máquinas, la distribución bus, con las máquinas unidas unas detrás de otra, teniendo un principio y un final, y la topología de anillo que, como su nombre indica, une todas las máquinas en círculo. Así mismo, se puede hablar de topología centralizada, como en el caso de la topología de estrella, distribuida, tipo árbol, con varios centros desde donde salen diversas conexiones, o malla, con las máquinas unidas sin un orden concreto. Si nos referimos a la relación funcional de las redes, se puede diferenciar entre la red Puesto-a-Puesto (Peer-to-Peer, o también conocida como P2P) donde los ordenadores están unidos entre sí, sin necesidad de un centro o de servidor, y la red Cliente-Servidor, donde se encuentran uno o varios servidores a los que se conectan las máquinas usuario. Además de estas conexiones, la conexión a la red se puede realizar de forma inalámbrica, es decir, mediante la red WLAN. Para que todo ello sea posible, es necesaria la arquitectura Ethernet, y a nivel físico la existencia de diferentes componentes: router, hub, switch, conector RJ45, cables, etc. 4. BIBLIOGRAFÍA Y/O REFERENCIAS [1] J. Andreu. Redes locales. Informática y comunicaciones. Ediciones EDITEX [2] P. Atelin y J. Dordoigne. Redes informáticas. Conceptos fundamentales. Ediciones ENI [3] J. Domingo, J Gámiz y otros. Comunicaciones en el entorno industrial. Editorial UOC [4] Herrera. Introducción a las telecomunicaciones modernas. Editorial Limusa [5] A. Mejia. Guía práctica para manejar y reparar un computador. Panamericana Formas e Impresos 2004 [6] Redes Cisco. Instalación y Administración de hardware y software. Disponible en books.google.fr. Accesado el 14 de Agosto de ENLACES DE INTERÉS REDES INFORMÁTICAS. TIPOS Y COMPONENTES 20