Historia y Conceptos Generales. Definción, Clasificación de Redes y Topologías

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1 Historia y Conceptos Generales Definción, Clasificación de Redes y Topologías

2 Antecedentes Evolución de la tecnología (aparición de los sistemas de cómputo modernos: ENIAC, EDVAC, UNIVAC, etc.) Los sistemas de cómputo permitieron almacenar gran cantidad de datos y al mismo tiempo, analizarlos y procesarlos con diversos fines

3 Antecedentes Al reducirse los costos de un sistema de cómputo, éstos fueron adquiridos por diversos sectores de la población (educación, industria, militar, etc.) Desaparece el modelo de una sola computadora y surge en su lugar el modelo de varias computadoras, las cuales atienden las tareas de una empresa u organización Surge la necesidad de compartir los datos contenidos en sistemas de cómputo independientes

4 Antecedentes La evolución en las tecnologías de comunicación permitió conectar a varios sistemas de cómputo independientes, logrando compartir los datos que cada uno de ellos pudiera contener A partir de entonces, surgen las Redes de Computadoras

5 Antecedentes Las redes tuvieron un gran impulso gracias a la investigación realizada para el proyecto ARPAnet, iniciada desde 1960 con el desarrollo de TCP / IP Objetivo: lograr una comunicación robusta, a pesar de que los enlaces fallaran. Desarrolladores: RAND corporation, M. I. T., U. C. L. A. En 1969 empieza a funcionar formalmente ARPANET.

6 Definición Una Red de Computadoras es una colección de computadoras autónomas interconectadas entre sí por algún medio, ya sea guiado (algún tipo de cable físico) o no guiado (microondas, señales satelitales, etc.) Objetivo: compartir los recursos disponibles (datos y procesamiento)

7 Objetivos de una Red Lograr que los recursos (programas, equipo y datos) estén disponibles para cualquier usuario dentro de la red, sin importar su localización física Alta confiabilidad, atendiendo peticiones a pesar de que ciertos recursos físicos fallen Reducción de costos. Los equipos de computo pequeños son económicos y fáciles de instalar Proporcionar un medio de comunicación confiable

8 Aplicaciones Usos militares, bancarios, de tráfico aéreo, seguridad de reactores nucleares, etc. (redes enfocadas a la eficiencia corporativa) Acceso a datos remotos (ftp, telnet, Comunicación persona a persona (correo electrónico, video conferencia...) Entretenimiento (juegos interactivos, películas...)

9 Repercusiones No existe un control estricto sobre el contenido de los datos que se puede transmitir a través de una red. Repercusiones sobre el trato persona a persona Violación de los derechos intelectuales Plagio electrónico (cuentas bancarias, violación de datos secretos,...)

10 Retos Lograr integrar diversas tecnologías de redes, con el fin de que se puedan comunicar satisfactoriamente computadoras que utilicen medios de transmisión diferentes Buscar un alto nivel de confiabilidad Lograr buenos esquemas de administración (configuración, desempeño, seguridad)

11 Sistema de Comunicación Elementos: emisor, mensaje y receptor Mensaje: Datos que se desean enviar a otro ente Emisor: Ente que envía un mensaje. Prepara a los datos para ser enviados por el medio, tanto en calidad como en cantidad. El mensaje se puede enviar en banda base o modulada Medio: Elemento a través del cual se envía el mensaje Receptor: Ente que recibe la información

12 Características del Medio El medio tiene dos variables importantes: Velocidad de transmisión: se mide en bits/seg Ancho de banda: rango de frecuencias en las que opera la señal Problemas del Medio: Distorsión Atenuación (pérdida de señal) Ruido (interferencia)

13 Modos de Transmisión Dependiendo del medio, la transmisión puede ser: Simplex: la comunicación es unidireccional. El flujo de datos siempre es del emisor al receptor Half duplex: se puede transmitir o recibir datos por el mismo medio, pero no al mismo tiempo Full duplex: se puede enviar y recibir datos por un medio al mismo tiempo

14 Elementos en una Red de Computadoras Las Redes de Computadoras son una clase de Red de Comunicación Los elementos en una Red de Computadoras suele dividirse en dos grupos: nodos y enlaces Nodos: puntos donde se emite, retransmite y recibe datos Enlaces: medios por los cuales viajan los datos de un nodo a otro

15 Dos enfoques de Comunicación Circuitos conmutados (orientada a la conexión) Conmutación de paquetes (sin conexión) El sistema de Conmutación de Paquetes es la técnica que normalmente se usa para interconectar varios sistemas de cómputo, debido a su bajo costo. Aquí, se fragmentan los datos en paquetes

16 Tecnologías de Transmisión Redes de difusión: caracterizada por contar con un solo canal de comunicación compartido por todas las computadoras Redes punto a punto: caracterizada por conexiones directas entre pares de computadoras. Existe un canal exclusivo entre dos computadoras

17 Redes de Difusión Los mensajes (paquetas) enviados por una máquina son recibidos por todas las máquinas conectadas al segmento de red Cada paquete tiene una dirección de destino y la máquina que coincida en esta dirección, es la que procesa el paquete. El resto ignora al paquete.

18 Redes de Difusión Tres formas de comunicación: Unicast: cuando un dispositivo desea enviar un mensaje solo a otro dispositivo Multicast: cuando un dispositivo desea enviar un mensaje a un conjunto de dispositivos Broadcast: cuando se desea enviar un mensaje a todos los dispositivos

19 Redes Punto a Punto Un paquete puede visitar varias computadoras antes de llegar a su destino Posibilidad de seguir varias rutas al destino Objetivo: buscar la ruta más cercana y menos congestionada Son necesarios algoritmos de ruteo (encaminamiento)

20 Concepto de Topología Topología se refiere a la forma que tiene la red, ya sea física o lógica Existen cinco topologías básicas: Bus Anillo Estrella Árbol Malla Nota: se pueden mezclar topologías físicas y lógicas (híbridas)

21 Topología de Bus Configuración multipunto donde un único enlace es compartido por todos los medios Ventajas: bajo costo Desventajas: poco confiable, susceptible a colisiones, cuellos de botella...

22 Topología de Anillo Cada computadora tiene un enlace punto a punto con las computadoras vecinos, formando un circulo. Los datos fluyen en una dirección Ventajas: se aprovecha mejor el medio, tasas de transferencia más altas que en bus Desventaja: más caro. Dos dispositivos de conexión (módem, NIC s) por máquina

23 Topología de Estrella Requiere de un dispositivo especial (concentrador) en el cual se conectan todas las computadoras Ventajas: robusta, aprovecha la capacidad de transmisión Desventajas: de mayor costo; dependencia del dispositivo concentrador ya sea activo o pasivo

24 Dispositivo Concentrador en la Topología Estrella Dos tipos de dispositivos Activos: un concentrador activo realiza las funciones de encaminamiento Pasivos: normalmente llamados hubs. Funcionan como si se conectara todos los dispositivos físicos a un mismo enlace. Por ello, si una máquina escribe sobre su enlace, las demás no pueden transmitir

25 Topología de Árbol Se logra conectando varios concentradores entre si para unir a varios segmentos de red Si los concentradores son pasivos, la topología lógica será la de bus Es la topologías más frecuente en redes LAN

26 Topología de Malla También conocida como completamente conectada. Existe una conexión punto a punto entre cada máquina Ventajas: sumamente robusta. Acceso múltiple Desventajas: muy costosa por la cantidad de NIC s y cableado necesario

27 Clasificación Las Redes de Computadoras se clasifican en base a dos criterios: La tecnología de transmisión usada, asociada a la forma en que se hace uso del medio para transmitir los datos (difusión, punto a punto) La dimensión de la Red, basada en la cobertura física que tiene la red

28 Clasificación en base a la Dimensión de la Red LAN: Redes de área local. Destinadas para cubrir pequeñas distancias (un edificio corporativo, un campus de una Universidad, etc...) Tres características fundamentales: tamaño, tecnología de transmisión, topología Propagación rápida de paquetes (microseg)

29 Red Lan

30 En base a la Dimensión de la Red MAN: Versión ampliada de una LAN Normalmente se basa en la misma tecnología que una LAN Se distingue este tipo de categoría, ya que ha adoptado un estándar propio, llamado DQDB (distributed queue dual bus)

31 Red MAN Bus A Dirección en el flujo del bus A Bus B Dirección en el flujo del bus B

32 En base a la Dimensión de la Red WAN: Se extienden sobre áreas geográficas extensas Para comunicarse un host con otro, se hace acceso a un a subred, la cual une a las redes locales Generalmente, una subred consta de: Líneas de transmisión, llamados circuitos, canales o troncales Elementos de Conmutación, que son computadoras especializadas que encaminan a los paquetes

33 Red WAN enrutador Red Local Subred

34 Topologías para las Subredes Estrella Anillo Árbol Completamente Conectada Intersección de Anillos Irregular

35 Análisis Comparativo LAN: más rápidas, más tolerantes a fallas, con una acceso generalmente de broadcast o difusión. Limitado alcance geográfico MAN: redes de mayor cobertura; mayor retardo en la transmisión; buena velocidad de transmisión WAN: gran alcance geográfico, más susceptibles a errores en la transmisión y retardo de propagación

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