Las redes de información se pueden clasificar según su extensión y su topología.
Una red puede empezar siendo pequeña para crecer junto con la organización o
institución. A continuación se presenta los distintos tipos de redes
disponibles:
Tipos de Redes
Extensión
De acuerdo con la distribución geográfica:
§
Segmento de red (subred)
Un segmento de red suele ser definido por el "hardware" o una dirección de red específica. Por
ejemplo, en el entorno "Novell NetWare", en un
segmento de red se incluyen todas las estaciones de
trabajo conectadas a una tarjeta de interfaz de red
de un servidor y cada segmento tiene su propia
dirección de red.
§
Red de área locales (LAN)
Una LAN es un segmento de red que tiene conectadas estaciones
de trabajo y servidores o un conjunto de segmentos de red interconectados,
generalmente dentro de la misma zona. Por ejemplo un edificio.
§
Red de campus
Una red de campus se extiende a otros edificios dentro de un
campus o área industial. Los disversos segmentos o LAN de cada edificio suelen
conectarse mediante cables de la red de soporte.
§
Red de área metropolitanas (MAN)
Una red MAN es una red que se expande por pueblos o ciudades y se interconecta
mediante diversas instalaciones públicas o privadas, como el sistema telefónico
o los suplidores de sistemas de comunicación por microondas o medios ópticos.
Red de área extensa (WAN y redes globales)
Las WAN y redes globales se extienden sobrepasando las fronteras de
las ciudades, pueblos o naciones. Los enlaces se realizan con instalaciones de
telecomunicaciones públicas y privadas, además por microondas y
satélites.
Tipos de Redes
Topología
La
topología o forma lógica de una red se define como la forma de tender el cable a
estaciones de trabajo individuales; por muros, suelos y techos del edificio.
Existe un número de factores a considerar para determinar cual topología es la
más apropiada para una situación dada. Existen tres topologías
comunes:
. Anillo
Las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo
por medio de un cable común. El último nodo de la cadena se conecta al primero
cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del
círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la
información que es enviada a través del anillo. Si la información no está
dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La
desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.
§
Estrella
La red se une en un único punto, normalmente con un panel de control
centralizado, como un concentrador de cableado. Los bloques de información son
dirigidos a través del panel de control central hacia sus destinos. Este esquema
tiene una ventaja al tener un panel de control que monitorea el tráfico y evita
las colisiones y una conexión interrunpida no afecta al resto de la red.
"Bus"
Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable . A diferencia
del anillo, el bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada
nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta
no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto
ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta
retransmitir la información.
§
Híbridas
El bus líneal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar
combinaciones de redes híbridas.
* Anillo en estrella
Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red.
Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras
que a nivel lógico, la red es un anillo.
* "Bus" en estrella
El fin
es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea
físicamente como una estrella por medio de concentradores.
* Estrella
jerárquica
Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de
las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada
par formar una red jerárquica.
Componentes de una Red
Una red de computadoras consta de "hardware" y "software". En el "hardware" se
incluyen las tarjetas de interfaz de red y los cables que las unen y en el
"software" se encuentran los sistemas operativos del servidor, los protocolos de
comunicación y los controladores de tarjetas de interfaz de la red.
Para seleccionar el
sistema operativo hay que saber la manera en que la red esta organizada. Las
redes se pueden organizar en: cliente-servidor, servidor de archivos y
computación par a par. El "software" puede incorporar varias funciones de
seguridad, proporciona los protocolos de comunicación y el manejo de la tarjeta
de interfaz de la red. Entre ellos podemos mencional Microsoft Windows para
trabajo en grupos, Microsoft Windows NT, Novell NetWare y Artisoft LANtastic.
El medio físico es el
medio utilizado para conectar los equipos informáticos que constituyen la red.
Existen dos tipos de medios:
Componentes de una
Red
Medio
guiado
En él
se incluye el cable de metal (cobre, aluminio,etc.) y cable defibra óptica. El
cable suele instalarse dentro de los edificios o conducciones subterráneas.
Entre los cables de metal se incluye el cable de par trenzado y el cable
coaxial. También hay disponible cable de fibra óptica con uno o varios
filamentos de fibras de plástico o cristal.
Los medios más
comunes en la actualidad son:
Cables
Las personas que tienen que instalar los cables para las redes tienen que tomar
decisiones importantes, tendrán que evaluar detenidamente las necesidades
actuales y futuras y los requisitos de las aplicaciones multimedio de alto ancho
de banda, videoconferencia e imágenes. Aunque muchas instituciones no pueden
pagar lo que puede que necesiten en el futuro, la instalación de cable de tipo
bajo limitará su crecimiento futuro. El cable y el equipo del cable deben
cumplir con:
§
los requisitos de transmisiones actuales y
futuros
§
las características eléctricas
§
la topología
Cables de Cobre
Es
una tecnología relativamente barata, bien conocida y fácil de instalar. Es el
cable que suele elegirse en la mayoría de las instalaciones de redes a pesar de
sus características eléctricas que producen ciertas límitaciones en la
transmisión.
Limitaciones:
· es resistente al flujo de electrones, lo que limita
la distancia de transmisión
· radia señales que pueden detectarse y le
afecta la radiación externa que puede distorsionar las señales.
Los datos binarios se transmiten por el cable de cobre mediante la aplicación de
un voltaje en un extremo y su recepción en el otro. Existen tres tipos
principales de cables de cobre que se utilizan para transmitir señales
digitales.
Cable plano
El
cable de cobre plano consta de conductores de cobre rodeados por un aislante. Se
utiliza para conectar diversos dispositivos periféricos a distancias cortas y a
bajas velocidades binarias. Los cables serial con los que se conectan los modem
o las impresoras son de este tipo. El cable plano se ve afectado por diafonía en
distancias largas, por lo que no sirve para las redes.
Par
trenzado
El
cable de par trenzado consta de conductores de núcleo de cobre rodeados por un
aislante. Se trenzan dos conductores juntos para formar un par y dicho par forma
un circuito por el que se pueden transmitir datos. Un cable es un haz que consta
de uno o más pares trenzados rodeados por un aislante. El par trenzado no
apantallado(UTP, Unshielded Twisted-Pair) es habitual en la red telefónica. El
par trenzado apantallado (STP, Shielded Twisted-Pair) proporciona protección
contra las interferencias. Este tipo de cable se utiliza en Ethernet, red en
anillo con paso de testigo y otras topologías de red.
En este tipo de
cable se definen las siguientes categorías:
Categoría 1
Es el cable telefónico de
par trenzado no apantallado tradicional por el que se puede transmitir voz, pero
no datos. La mayoría del cable telefónico instalado antes de 1983 es de esta
categoría.
Categoría 2
Es el cable de par trenzado no
apantallado certificado para la transmisión de datos hasta 4 Mbps y similar al
tipo 3 del sistema de cableado de IBM. Este cable tiene cuatro pares trenzados.
Categoría 3
Admite velocidad de transmisión de 10 Mbps y es
necesario para las topologías de red en anillo con paso de testigo (4 Mbps) y
Ethernet 10 Base a 10 Mbps. El cable tiene cuatro pares y tres trenzas por cada
pie.
Categoría 4
Está certificado para velocidades de
transmisión de 16 Mbps y es la calidad inferior aceptable para topologías de red
en anillo con paso de testigo a 16 Mbps. El cable tiene cuatro pares.
Categoría 5
Es cable de cobre de par trenzado a cuatro hilos de
100 ohm, que puede transmitir datos hasta 100 Mbps para admitir las tecnologías
más recientes como Fast Ethernet y ATM. El cable tiene una baja capacidad y
presenta una baja diafonía.
Cable coaxial
El
cable coaxial consta de un núcleo de cobre sólido rodeado por un aislante . Con
el cable coaxial puede conseguirse mayores distancias que con el par trenzado.
Es el medio más tradicional para las redes Ethernet y Arcnet, hoy en día son
habituales los cables de par trenzado y de fibra óptica.
Cables de Fibra
Optica
Transmiten señales luminosas por un núcleo de dióxido de silicio, tan puro que
una ventana de cinco kilómetros de gruesa construída con este material no
distorsionaría la vista . Las transmisiones fotónicas no producen emisiones
fuera del cable y no se ven afectadas por la radiación externa.
Se
recomienda el cable de fibra cuando la seguridad es clave. Las señales de las
computadoras se transmiten por el cable de fibra óptica convirtiendo los 1 y los
0 electrónicos en pulsos de luz. Un diodo emisor de luz en un extremo emite
pulsos de luz por un cable que recogen en el otro extremo con un sencillo
fotodetector y se vuelven a convertir en señales eléctricas. Como las señales
prácticamente no encuentran resistencia y no hay emisiones, las tasas de
transmisión por cable de fibra sólo están limitadas por la pureza del núcleo de
cristal, la calidad de los equipos y la velocidad de la luz. Sus principales
características son:
· Una
baja atenuación por Km cuando se transmite por las llamadas ventanas de
transmisión, que están ubicadas en torno a los valores siguientes de longitud de
onda: 0.8 mm, 1.3 mm y 1.55 mm. Esta última ventana es la que presenta menor
atenuación.
· Total inmunidad al ruido y a las interferencias
electromagnéticas, lo que constituye un medio especiálmente útil en ambientes
con alto ruido.
· Uso de potencias del orden de los mW, en comparación con
otros medios de comunicaciones que requieren potencias mayores.
· Su pequeño
tamaño y poco peso, hacen de ellas medios de comunicaciones fáciles de instalar,
especialmente cuando se trata de completar sistemas sobre ductos preexistentes,
sobrecargados por otro tipo de medios que no es posible eliminar.
Teniendo en cuenta el modo de propagación, las fibras ópticas se clasifican en:
·
Monomodo
Las dimensiones del nucleo son comparables a la longitud de
onda de luz, por lo cual hay un solo modo de propagación y no existe dispersión.
· Multimodo
Contiene varios modos de propagación y ocurre en
consecuencia al efecto de dispersión.
A su vez estas últimas se
subdividen en:
Indice escalón
Tiene dispersión,
reducido ancho de banda y son de bajo costo, dado que resultan tecnológicamente
sencillas de producir.
Indice gradual
Más costosas
pero de grán ancho de banda. Se puede disminuir la dispersión haciendo variar
lentamente el índice de refracción entre el nucleo y el recubrimiento.
Componentes de una
Red
Medio no
guiado
El
representa la técnica que se utiliza para transmitir señales por el aire y el
espacio desde el transmisor al receptor, tales como infrarrojos y microondas.
Con este medio se pueden cubrir distancias más grandes.
Los medios más
comunes en la actualidad son:
Satélite
Los
satélites de comunicaciones orbitando sobre un punto fijo de la tierra recibe
las señales de radio de un amplificador en tierra y las transmite a su destino.
La señal de entrada del satélite es recibida por una antena parabólica y se
distribuye localmente mediante cables. Este medio se utiliza cuando la
comunicación cubre millones de kilómetros.
Microondas
Las
señales de microondas deben viajar sin obstrucciones, por esto las torres de
retransmisión son instaladas en cimas de colinas y montes para enviar las
señales sobre terrenos disparejos . También las torres de microondas son
instaladas en techos elevados para enlazar oficinas que no están muy distantes.
Radio
Las
ondas de radio pueden ser utilizadas como medio de comunicación estas permiten
transmitir en distintas frecuencias. También pueden ser utilizadas en una escala
geográfica más amplia.
Protocolos
Un protocolo de red es como un
lenguaje para la comunicación de información. Son las reglas y procedimientos
que se uilizan en una red para comunicarse entre los nodos que tienen acceso al
sistema de cable. Los protocolos gobiernan dos niveles de
comunicaciones:
§
Los protocolos de alto nivel
Estos definen la forma en que se comunican las aplicaciones.
§
Los protocolos de bajo nivel
Estos definen la forma en que se transmiten las señales por
cable.
Como es frecuente en el caso
de las compuadoras el constante cambio, tambien los protocolos están en continuo
cambio. Actualmente, los protocolos más comúnmente utilizados en las redes son
Ethernet, Token Ring y ARCNET. Cada uno de estos esta diseñado para cierta clase
de topología de red y tienen ciertas características estándar.
Ethernet
Actualmente es el protocolo más sencillo y es de bajo costo. Utiliza la
topología de “Bus” lineal.
Token Ring
El protocolo de red IBM es
el Token ring, el cual se basa en la topología de anillo.
ARNET
Se basa en la topología de estrella o estrella distribuída, pero tiene una
topología y protocolo propio.
Equipos de
Red
NIC/MAU (Tarjeta de red)
“Network Interface Card” (Tarjeta
de interfaz de red) o “Medium Access Unit” (Medio de unidad de acces). Cada
computadora necesita el “hardware” para transmitir y recibir información. Es el
dispositivo que conecta la computadora u otro equipo de red con el medio físico.
La NIC es un tipo de tarjeta de expansión de la computadora y proporciona un
puerto en la parte trasera de la PC al cual se conecta el cable de la red. Hoy
en día cada vez son más los equipos que disponen de interfaz de red,
principalmente Ethernet, incorporadas. A veces, es necesario, además de la
tarjeta de red, un transceptor. Este es un dispositivo que se conecta al medio
físico y a la tarjeta, bien porque no sea posible la conexión directa (10base 5)
o porque el medio sea distinto del que utiliza la tarjeta.
Hubs (Concentradores)
Son equipos que permiten
estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos y características de
estos equipos es muy grande. En un principio eran solo concentradores de
cableado, pero cada vez disponen de mayor número de capacidad de la red, gestión
remota, etc. La tendencia es a incorporar más funciones en el concentrador.
Existen concentradores para todo tipo de medios físicos.
Repetidores
Son equipos que actúan a nivel
físico. Prolongan la longitud de la red uniendo dos segmentos y amplificando la
señal, pero junto con ella amplifican también el ruido. La red sigue siendo una
sola, con lo cual, siguen siendo válidas las limitaciones en cuanto al número de
estaciones que pueden compartir el medio.
“Bridges” (Puentes)
Son equipos que unen dos redes
actuando sobre los protocolos de bajo nivel, en el nivel de control de acceso al
medio. Solo el tráfico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el
dispositivo. Esto permite a los administradores dividir las redes en segmentos
lógicos, descargando de tráfico las interconexiones. Los bridges producen las
señales, con lo cual no se transmite ruido a través de ellos.
“Routers” (Encaminadores)
Son equipos de interconexión de
redes que actuán a nivel de los protocolos de red. Permite utilizar varios
sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre
redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad es
mayor. Permiten, incluso, enlazar dos redes basadas en un protocolo, por medio
de otra que utilice un protocolo diferente.
“Gateways”
Son equipos para interconectar
redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los
niveles de comunicación. La traducción de las unidades de información reduce
mucho la velocidad de transmisión a través de estos equipos.
Servidores de terminales e
impresoras
Son equipos que permiten la
conexión a la red de equipos periféricos tanto para la entrada como para la
salida de datos. Estos dispositivos se ofrecen en la red como recursos
compartidos. Así un terminal conectado a uno de estos dispositivos puede
establecer sesiones contra varios ordenadores multiusuario disponibles en la
red. Igualmente, cualquier sistema de la red puede imprimir en las impresoras
conectadas a un servidor.
Modems
Son equipos que permiten a las
computadoras comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas; modulación y
demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas por computadoras.
Los modems pueden ser externos (un dispositivo de comunicación) o interno
(dispositivo de comunicación interno o tarjeta de circuitos que se inserta en
una de las ranuras de expansión de la computadora).
Servicios de la
Red
Servicio de Archivos
Un usuario de la red puede buscar
información y tener acceso a través de los recursos de la red. Usando este
servicio un mienbro de la facultad puede mirar el desempeño de un estudiante en
un semestre previo.
Servicio de Correo
El usuario envía y recibe
correspondencia electrónica. El correo electrónico facilita la comunicación
entre mienbros en el ambiente de computadoras. Usando
correo electrónico, una persona puede
establecer una coversación con otra, enviar archivos a
otros departamentos y distribuir información a todos sus compañeros.
Servicio de Impreción
El usuario puede imprimir
documentos a un printer. Algunos sistemas cargan los documentos en un "print
queue" de un servidor y el usuario puede seguir trabajando mientras se va
imprimiendo el documento. Un "print server" es especialmente útil en un salón de
clases y laboratorio ya que permite a varios estudiantes
envian trabajos a la
impresora simultaneamente.
Servicio de Emulación de Terminal
Permite acceso a diferentes tipos
de estaciones de trabajo con diferentes sistemas operativos. Un profesor puede
desde su oficina con una computadora accesar la computadora central localizada
en centro de computos.
Servicio de Comunicaciones
Permite que el usuario desde una
estación remota pueda comunicarse via módem y que tenga acceso a los servicios
de la red. Este servicio permite a una persona desde su
casa enviar una carta a otra persona, establecer comunicación de máquina
a máquina o utilizar todos los demás servicios de la Red.
