Redes y Conectividad

"Temo el día en que la tecnología sobrepase nuestra humanidad.

El mundo solo tendrá una generación de idiotas."

–Albert Einstein.

Presentación

Este trabajo se ha realizado con el motivo de conocer el fin que tienen las redes informáticas y como ha ido evolucionando el proceso de comunicación en todo el mundo.

Ya que en estos tiempos dependemos estrictamente de la tecnología de comunicación ya sea para empresas u organizaciones, universidades e instituciones y hospitales con el fin de poder comunicarnos de una manera accesible y sencilla.

Sin necesidad de trasladarse a un lugar en específico, solo es poder estar interconectados con un computador y de esa manera ya comenzar a compartir, buscar información y brindar servicios con mucha facilidad.

Introducción

En los primeros años de las redes las grandes compañías, incluyendo IBM, Honeywell y Digital Equipment Corporation, crearon su propio estándar de cómo las computadoras debían conectarse. Estos estándares describían los mecanismos necesarios para mover datos de una computadora a otra. Estos primeros estándares, sin embargo, no eran eternamente compatibles. Por ejemplo, las redes que se adherían al SNA(Systems Network Architecture) de IBM no podían comunicarse directamente con las redes usando el DNA(Digital Network Architecture) de DEC.

En años posteriores, organizaciones de estándares, incluyendo la Organización Internacional de Estandarización (ISO) y el instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónica (IEEE), desarrollaron modelos que llegaron a ser globalmente reconocidos y aceptados como estándares para el diseño de cualquier red de computadoras. Ambos modelos describen la red en términos de capas funcionales

 Hoy por hoy, las ventajas en el uso de las redes de área local (Local Área Network), son unos de los avances mayormente aceptados por los consumidores informáticos a nivel mundial, al punto de que hasta a nivel doméstico se están considerando.

El presente trabajo documenta la investigación hecha sobre la red de área local, con el fin de complementar de manera efectiva el proceso de formación profesional como Técnicos Superiores en Informática.

Historia

El primer indicio de redes de comunicación fue de tecnología telefónica y telegráfica. En 1940 se transmitieron datos desde la Universidad de Darmouth, en Nuevo Hampshire, a Nueva York. A finales de la década de 1960 y en los posteriores 70 fueron creadas las minicomputadoras. En 1976, Apple introduce el Apple I, uno de los primeros ordenadores personales. En 1981, IBM introduce su primer PC. A mitad de la década de 1980 los PC comienzan a usar los módems para compartir archivos con otros ordenadores, en un rango de velocidades que comenzó en 1200 bps y llegó a los 56 kbps (comunicación punto a punto o dial-up), cuando empezaron a ser sustituidos por sistema de mayor velocidad, especialmente ADSL.

¿Qué es una Red Informática?

Llamada también una red de computadoras, red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Como en todo proceso de comunicación se requiere de un emisor, un mensaje, un medio y un receptor. La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo general de estas acciones.2 Un ejemplo es Internet, la cual es una gran red de millones de computadoras ubicadas en distintos puntos del planeta interconectadas básicamente para compartir información y recursos.

La estructura y el modo de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI. Este último, estructura cada red en siete capas con funciones concretas pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se reducen a cuatro capas. Existen multitud de protocolos repartidos por cada capa, los cuales también están regidos por sus respectivos estándares.

Objetivos de las redes

• Las redes en general, consisten en "compartir recursos", y uno de sus objetivo es hacer que todos los programas, datos y equipo estén disponibles para cualquiera de la red ,sin importar la localización física del recurso y del usuario. En otras palabras, el hecho de que el usuario se encuentre a 1000 km de distancia de los datos, no debe evitar que este los pueda utilizar como si fueran originados localmente.

• Un segundo objetivo consiste en proporcionar una alta fiabilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro. Por ejemplo todos los archivos podrían duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Además, la presencia de múltiples CPU significa que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden ser capaces de encargarse de su trabajo, aunque se tenga un rendimiento global menor.

• Otro objetivo es el ahorro económico. Los ordenadores pequeños tienen una mejor relación costo / rendimiento, comparada con la ofrecida por las máquinas grandes. Estas son, a grandes rasgos, diez veces más rápidas que el más rápido de los microprocesadores, pero su costo es miles de veces mayor. Este desequilibrio ha ocasionado que muchos diseñadores de sistemas construyan sistemas constituidos por poderosos ordenadores personales, uno por usuario, con los datos guardados una o más máquinas que funcionan como servidor de archivo compartido.

Elementos de una Red

En general, todas las redes están compuestas de ciertos elementos y características comunes

Una red de computadoras contiene necesariamente:

• Dos o más entidades con la intención de repartir discursos

• Un medio de comunicación

• Un protocolo de comunicaciones

Entidades

Cualquier entidad que participa en una red. Pueden ser clientes servidores o peers.

Clientes

Es una combinación de hardware y software usado para requerir los servicios y recursos de una red

Servidores

Es una combinación de hardware y software que se instala y/o se configura para proporcionar determinado Servicios y recursos de red.

Peers

Es una combinación de hardware y software que puede actuar como cliente y servidor a la vez.

Medio de Comunicación

Sirve de medio físico por el cual transitan. Pueden ser medios eléctricos, medios ópticos e incluso el aire es usado como medio.

Protocolo de Comunicación

Es un conjunto de reglas que facilitan la comunicación entre entidades de una red.

Entre sus funciones se encuentran:

• La identificación de entidades.

• La forma en al entidades se reconocen entre sí.

• El modo de envío de datos.

• El método de transmisión.

• La velocidad de transmisión.

• El control de errores.

Clasificación de Redes

Entre los principales tipos de redes están los siguientes:

• Redes por Alcance
• Redes por tipo de conexión
• Redes por relación funcional
• Redes por Topología
• Redes por Direccionalidad
• Redes por grado de difusión

REDES POR ALCANCE

Este  tipo de red se nombra con siglas según su área de cobertura: Una red de área personal  o PAN (Personal Área Network) es usada para la comunicación entre dispositivos cerca de una persona.

LAN (Local Área Network), corresponde a una red de área local que cubre una zona pequeña con varios usuarios, como un edificio u oficina.

Para un campus o base militar, se utiliza el término CAN (Campus Área Network). Cuando una red de alta velocidad cubre un área geográfica extensa,  Hablamos de MAN (Metropolitan Área Network)  o WAN (Wide Área Network). Cubre una rea de cientos de kilómetros. Hoy en día ese término ha caído en desuso debido a la facilidad con la que una red LAN se conecta a una red WAN Hablamos de una VLAN (Virtual LAN). Donde la distribución de los datos se realiza de forma virtual  y no por la simple direccionalidad del cableado.

También cabe mencionar las SAN (Storage Área Network), concebida para conectar servidores y matrices de discos y las Redes Irregulares, donde los cables  se conectan a través de un módem para formar una red.

REDES POR TIPO DE CONEXION

Cuando hablamos de redes por tipo de conexión, el tipo de red varía dependiendo si la transmisión de datos es realizada por medios guiados como cable coaxial, par trenzado o fibra óptica, o medios no guiados, como las ondas de radio, infrarrojos, microondas u otras transmisiones por aire. En la imagen de WLAN (Wireless LAN) podemos ver el medio "guiado" representado por la línea negra de cableado, y el medio "no guiado", correspondiente al acceso inalámbrico marcado en los círculos punteados.

REDES POR RELACION FUNCIONAL

Relación Cliente/Servidor Cuando un cliente o usuario solicita la información a un servidor este le da respuesta rápidamente de los requerimientos de los clientes de la red y para asegurar la información de los directorios del servidor. Hablamos de Conexiones Peer to Peer o P2P cuando en dicha conexión una serie de nodos operan como iguales entre sí, sin cliente ni servidores, no existen jerarquías .Son llamadas también grupos de trabajo, ya que cada usuario determina que información o recurso comparte en la red.

Estas redes son apropiadas en los siguientes casos

• Existen alrededor de 10 computadoras conectadas

• Los usuarios se encuentran en la misma área.

• La seguridad no es tan importante

• La organización y la red no crecerán significativamente e un futuro a mediano plazo

A medida que el tráfico de red se incrementa, se necesitaran más de un servidor en la red. Distribuyendo las tareas entre más de un servidor de la red, aseguramos que cada tarea se desarrolle de la manera más eficiente posible

REDES POR TOPOLOGIA

La Topología de una red, establece su clasificación en base a la estructura de unión de los distintos nodos o terminales conectados.

Estudios de topología de red reconocen ocho tipos básicos de topologías:

• En bus ("conductor común" o bus) o lineal (line)

• En estrella (star)

• En anillo (ring) o circular

• En malla (mesh)

• En árbol (tree) o jerárquica

Topología BUS.

Conocida como red de bus lineal, es el más simple y común de todos los métodos para conectar computadoras en red. Consiste en un cable llamada segmento que conecta ala computadoras en línea simple.

Topología ESTRELLA

Esta topología ofrece administración centralizada en los recursos. Por lo tanto debido a que cada computadora está conectada a un punto central (HUB), se requiere de una gran cantidad del cable para instalar una gran red. Si este punto central falla la red se va completamente abajo.

Topología ANILLO

Se trata de una topología circular o lazo cerrado, no tiene inicio tampoco tiene fin. Cualquier falla en el sistema de cableado o en una de las estaciones deja fuera del servicio a toda la red

Topología en MALLA (MESH)

Dispone numerosos enlaces de comunicación entre las entidades lo que la convierte en una topología robusta y tolerante a fallas. Se usa principalmente para interconectar redes en lugar de computadoras

Topología en ARBOL

La red en árbol es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma de 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

Desventajas de Topología de Árbol

• Se requiere mucho cable.

• La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.

• Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con Es más difícil su configuración.

Ventajas de Topología de Árbol

• Cableado punto a punto para segmentos individuales.

• Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

• Facilidad de resolución de problemas

Ventajas de la Redes Físicas

En este caso me voy a basar en las estructuras de redes físicas teniendo en cuenta las diferentes topologías

Se podría desarrollar una lista con algunas de sus ventajas en las cuales encontraríamos algunas de las siguientes:

• Posibilidad de compartir hardware y software.

• Archivos ya sean documentos, imágenes, audio-video, etc.

• Dentro del hardware el uso de impresora compartida lo cual aminora un gasto en tinta, papel y requiere menor número de impresoras (basta con una por red).

• Seguridad.

• Reducción de gastos en línea telefónica: basta sólo con contratar un servicio de Internet ya que podemos distribuirlo a través de la red de forma sencilla teniendo como resultado Internet en todos los nodos de ésta.

• Una gran posibilidad de conectar computadoras: desde 2 hasta las que nos posibiliten el equipo mediante el cual los conectamos Ej: cantidad de bocas disponible en un switch.

• Según el material de conexión usado podemos hablar de una ventaja en la distancia que puede alcanzar Ej: usando un cable UTP de 4 pares con conectores RJ45 y un switch estándar podemos obtener una distancia de 100m pidiendo utilizar este tipo de conexión en un edificio conectando así varios pisos.

Desventajas

Como desventajas en este caso tomaremos como referencia las imposibilidades físicas para poder enumerar algunas de las posibles:

• Alto costo en cable UTP dado que éste debe recorrer desde el switch/servidor/router hasta donde se encuentra el nodo produciendo un gasto significativo dada la relación costo/metros.

• Exposición de archivos al resto de los nodos, sea de manera completa o no administrado por el servidor o nodo a conectar.

• Colas de impresión: este caso se dará en alguna empresa o ente el cual necesite de un alto rendimiento de la impresora donde los nodos conectados a ella soliciten demasiadas impresiones.

• Aunque se habla de mayor Seguridad en una red es muy posible que se dé el caso de un archivo con virus en la red el cual puede ser copiado infectado.

REDES POR DIRECCIONALIDAD DE DATOS

• En la direccionalidad de los datos, cuando un equipo actúa como emisor en forma unidireccional se llama Simplex.
• Si la información es bidireccional  pero solo un equipo transmite a la vez, es una red Half-Duplex  o Semi-Duplex.
• Y si ambos equipos envían y reciben información  simultáneamente hablamos de una red Full Duplex.

SEGÚN GRADO DE DIFUSIÓN

Otra clasificación similar a la red por grado de autentificación, corresponde a la red por Grado de Difusión. Pudiendo ser Intranet o Internet.

• INTRANET, es un conjunto de equipos que comparte información entre usuarios validados previamente

• INTERNET  en cambio, es una red de alcance mundial gracias a que la interconexión de equipos funcionan como una red lógica única, con lenguajes y protocolos de dominio abierto y heterogéneo.

TCP/IP

Protocolos de red: TCP/IP

Un protocolo de red es un conjunto de reglas que determinan como debe de realizarse la comunicación entre los elementos que forman parte de la red.

Los más conocidos, son la familia de protocolos TCP/IP (Transmission control protocol / internet protocol, que significa protocolo de control de la transmisión / protocolo de internet). Son los que rigen las comunicaciones en internet, haciendo posible que se puedan conectar entre si ordenadores tan distintos, atrevas de medios de transmisión tan heterogéneos, por todo el mundo.

Estos protocolos permiten fragmentar la información a transmitir en paquetes, que serán enviados de forma independiente por diferentes rutas, en función del tráfico y estado de la red (IP), siendo reordenados en el destino y retransmitidos en caso de pérdida de alguno de ellos (TCP).

Dirección IP

Con el fin de que no exista ambigüedad en el establecimiento de las comunicaciones, es necesario que cada interfaz de red de cada ordenador y ROUTER conectados a internet pueda ser identificado unívocamente, lo que se consigue asignando a cada uno de ellos una dirección IP que les identifique. Habitualmente, un ordenador tiene una sola tarjeta de red y, por tanto, una sola dirección IP. Sin embargo, un Router, que conecta dos o más redes, tiene una dirección por cada una de la red que conecta (para cada uno de sus interfaces de red) las direcciones IP son números binarios de 32 bits, aunque suelen representarse convirtiendo cada uno de sus 4 bytes a decimal, y separándolos por puntos.

11000000.10101000.00000001.10100110=192.168.1.166

Mascara de subred

Dentro de dirección IP, existe una parte inicial común a todos los ordenadores que forman parte de la misma red y una parte final de cada uno de ellos.

La máscara subred permite al protocolo TCP/IP determinar ambas partes. Los bytes de la máscara que identifican la red, tienen a todos sus bits a 1(255) y los que identifican al ordenador tienen sus bits a cero (0).

Así, para una dirección típica en el aula del aula como 192.168.1.166 y una máscara de subred 255.255.255.0, la parte de red seria 192.168.1 y la parte del ordenador, 166.

Puerta de enlace y servidores DNS

Dentro de la configuraron del protocolo TCP/IP en el adaptador, interfaz o tarjeta de red de nuestro ordenador, la puerta de enlace es la dirección IP del router de la red q ofrece salida a internet.

Los servidores DNS (principal y secundario), identificados por sendas dirección IP, son ordenadores que realizan una traducción entre las direcciones simbólicas que utilizamos (en el navegador de internet, por ejemplo) y sus respectivas direcciones IP.

Otros conceptos

Dirección MAC

Es un identificador único para cada tarjeta de red, asignado por el fabricante y compuesto por 48 bits.

Habitualmente se representa como 12 dígitos hexadecimales de la forma 00:C0:F0:4E:76:55

La dirección MAC puede utilizarse como medida complementaria de seguridad, habilitando el filtrado MAC en los routers, aunque desde algunos SO se puede enmascarar la MAC real (MAC spoofing).

Puertos

Son los interfaces para comunicarse con un programa a través de la red.

Si cada ordenador se identificara por su IP, los programas que ejecutan los servicios de la red lo hacen a través de sus puertos correspondientes.

Estos pueden estar entre 0 y 65535 (16 bits) y so primeros 1024 están reservados por servidores como FTP (21), HTTP(80), TELNET(23), SMTP(2 5), ETC.

DHCP

Dynamic Host Configuration Protocol, o protocolo de configuración dinámica de host, permite realizar la configuración TCP/IP de los ordenadores de una red de manera automática.

Para ello debemos tener un servidor DHCP (que puede ser el propio router que actúa como puerta de enlace) encargado de proporcionar a los ordenadores que lo requieren, una dirección IP, mascara de subred, y las IP de p uerta de enlace y los DNS.

Ventajas y Desventajas de una Red Informática

Ventajas:

• Posibilidad de compartir e intercambiar archivos, ya sean imágenes o textos.

• Posibilidad de conexión entre dos o más computadoras.

• Comunicación rápida y eficiente.

• Ahorro de costos y tiempo.

• Posibilidad de compartir, software y hardware.

• Posibilidad de manejo y control de otras pc.

• Mejora la forma de trabajo.

• Ayuda al crecimiento de la globalización.

Desventajas:

• Mayor riesgo de inseguridad. Debido a hackers o virus.

• Puede costar el mantenimiento.

• Si no hay servidor se puede producir una sobrecarga de los Pc.

• Si tenemos servidor y éste deja de funcionar, deberemos decir adiós a la red.

HUB

Reciben los datos y lo retransmiten a todas la computadoras de la red. Se trata de un repetidor multipuerto. Actualmente ya no se ven ya que ha sido reemplazado por el SWICHT.

SWICHT

Es una versión inteligente de un HUB, memoriza las computadoras que se encuentran, y realiza la comunicación necesaria entre las dos computadoras que se quieren comunicarse.

Conclusiones

Las redes de datos cumplen una función muy importante,  y es que facilitan la  comunicación  ya que permiten conectarnos de forma global con nuestra familia, amigos etc. Todo esto por medio de los diferentes  procedimientos  que utilizan estas redes, haciendo que la comunicación llegue al destino y a tiempo

Como conclusión podemos decir que ya tenemos un concepto claro de lo que es una red, es un conjunto de equipos (computadoras y/o dispositivos) conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información(archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.) y servicios (acceso a internet, e-mail, chat, juegos), etc.

Tiene sus tipos de redes, las cuales estas son las principales: LAN (Local Área Network): Redes privadas localizadas en un edificio o campus. Su extensión es de algunos kilómetros. Muy usadas para la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo, MAN (Metropolitan Área Network): Una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en una tecnología similar a ésta. La red MAN abarca desde un grupo de oficinas corporativas cercanas a una ciudad y no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales, WAN (Wide Área Network): Es aquella comúnmente compuesta por varias LAN interconectadas- en una extensa área geográfica

Con la implementación de la tecnología tenemos como organizarnos laboralmente, profesionalmente y personalmente, por cuanto la tecnología nos da las herramientas necesarias para la realización de los diferentes procesos e actividades que requerimos.

Con la implementación de las redes y cada herramienta que nos aportan hacen que podamos tener una comunicación constante donde el costo nos es favorable.

La tecnología te acerca a los que están lejos, pero no aleja de los que se encuentran cerca.

Linkografía

?        Derfler y Freed, Les: Así funcionan las comunicaciones. 1994. PVP 4.695 Pts.

?        Derfler, Frank: Descubre redes LAN y WAN. Prentice Hall, 1998. ISBN 84-8322-091-1, PVP 4.300 Pts.

?        Fo.Cisco Press, 2000. ISBN 970-17-0351-9. rd, Merilee y Kim Lew, H.: Tecnologías de interconectividad de redes. Cisco Press, 1998. ISBN 970-17-0171-2, PVP 5.500 Pts. Este libro está disponible en inglés en el siguiente fichero comprimido: ith.zip. (2,4 MB). Al descomprimirlo se crea una estructura de directorios que permite consultar el libro completo en formato HTML.

?        Hayden, M.: Aprendiendo Redes en 24 Horas. Prentice Hall, 1999. ISBN 970-17-0211-5, PVP 4.500 Pts.

?        Kim Lew, H. y otros: Interconectividad Manual para la Resolución de problemas

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• http://profecarolinaquinodoz.com/principal/?p=393

• http://profecarolinaquinodoz.com/principal/?p=369

• http://www.areacomunicacion.com.ar/text/1_004.htm

• TIPOS DE REDES INFORMATICAS

A Dios

Quiero dedicarle este trabajo porque me ha dado la vida y fortaleza para terminar esta investigación, en especial a mi madre por su ayuda y constante cooperación.

Gracias a mis padres, familiares y amigos por el apoyo que me brindan día a día.

Autor:

Antony Odiaga Chacon