Redes de Computadoras

Introducción

Los usuarios de las computadoras personales empesaron pronto a conectar entre sí sus sistemas formando redes, de forma que podían compartir archivos y recursos como las impresoras. Ocurrió entonces algo divertido. Alrededor de 1985, las redes se hicieron tan grandes y complejas que el control volvió a los departamentos de informática.
En la actualidad, las redes no son elementos simples y fáciles de manejar. Necesitan un control de seguridad, monitorización y administración. A menudo se llegan a extender fuera de la oficina local, abarcando el entorno de una ciudad o uno mayor y necesitan entonces expertos que puedan tratar los problemas derivados de las comunicaciones telefónicas, con microondas o vía satelite.

Red de Área Local

Sistema de comunicación que enlaza una serie de configuraciones de minicomputadoras, microcomputadoras, terminales, y toda clase de periféricos independientes situados en un mismo centro administrativo o fabril, con el objetivo de compartir recursos e intercambiar información.

Caracteristicas de las LANs

Abarcan zonas geográficas poco dispersas
Interconectan dispositivos que pueden trabajar en forma autónoma
Permiten velocidades de transmisión muy elevadas (Mbit/s)
Transfieren información en forma digital
Facilitan la comunicación entre todos los dispositivos conectados a la red
Son propiedad privada
Manifiestan baja probabilidad de error

Por que son tan Populares las LANs?

Porque la mayoría de las empresas transmiten más del 80% de sus datos en forma local, dentro de sus edificios, y porque su aplicación en la automatización de oficinas ha aumentado el nivel de productividad de estas considerablemente.

Por que Redes?

Las computadoras aisladas son las que tienen una mayor carencia de recursos y a las que les es mas difícil hacerse de estos. La interconexión de computadoras es la mejor manera de optimizar el uso de todos los dispositivos que en conjunto tengan y puedan compartir.

Compartir Recursos:

Impresoras

Fax

Módems

Compartir Información:

Archivos de uso Compartido

Bases de Datos

Compartir Aplicaciones:

Software de aplicación-cliente-servidor

Facilitar la Comunicación:

E-mail

Ventajas de una LAN

Compartición de Elementos y Archivos. Se pueden adquirir versiones para red de muchos paquetes de software muy populares, con un ahorro bastante considerable si se compara con su costo al comprar copias con licencia individual. Los programas y sus archivos de datos se almacenan en el servidor de archivos, de forma que los pueda accesar cualquier usuario. Los usuarios pueden almacenar sus archivos en directorios personales, o en directorios públicos en los que otros usuarios puedan leerlos o editarlos.
Compartición de los Recursos de la Red. Entre los recursos de la red se encuentran las impresoras, los graficadores y los dispositivos de almacenamiento. En un sistema con servidor dedicado, como el Netware de Novell o Windows NT de Microsoft, estos recursos se encuentran normalmente conectados al servidor de archivos, siendo compartidos por todos los usuarios. Como alternativa, se pueden dedicar algunos servidores para imprimir (servidores de impresión) o comunicarse (servidores de comunicaciones).
Compartición de Bases de Datos. Un programa de bases de datos es una aplicación ideal para una red. Una de las características de la red denominada bloqueo de registros permite que varios usuarios puedan accesar simultáneamente a un mismo archivo sin dañar la integridad de los datos. El bloqueo de registro asegura que los usuarios no podrán editar a la vez un mismo registro.
Expansión Económica a Base de PC. Las redes ofrecen un forma económica de expander la informatización en la organización. Se pueden conectar estaciones de trabajo de bajo costo sin disco que utilicen el disco del servidor para arrancar y almacenar sus archivos.
Posibilidad de Utilizar Software de Red. Hay un tipo de software denominado groupware (software en grupo) que está diseñado especialmente para redes. Este, permite a los usuarios interaccionar entre sí y coordinar sus actividades.
Uso del Correo Electrónico. El correo electrónico permite comunicarse entre sí a los usuarios. Los mensajes se dejan en unos "buzones" de los destinatarios para que los lean cuando les convenga.
Creación de Grupos de Trabajo. Los grupos son importantes en las redes. Estos pueden estar compuestos por los usuarios que trabajan en un departamento o están asignados a un proyecto especial. En la mayoría de los sistemas operativos de red se pueden asignar usuarios a los grupos, y darles a éstos acceso a directorios especiales y recursos que no serán accesibles a los restantes usuarios. De esta forma, se evita tener que dar derecho de acceso a cada uno de los usuarios en forma individual. También es más fácil dirigir mensajes y correo electrónico a grupos de usuarios.
Administración Centralizada. Debido a que se utilizan servidores dedicados, se pueden agrupar estos servidores en un único lugar, junto a los recursos compartidos que se encuentran conectados a ellos, permitiendo así una administración más sencilla. Las actualizaciones del hardware, las copias de seguridad del software y el mantenimiento y protección del sistema se pueden realizar de forma mucho más sencilla si estos dispositivos se encuentran en un mismo sitio.
Seguridad. La seguridad comienza por el procedimiento de conexión al asegurar que un usuario accesa la red desde su propia cuenta de usuario. Esta cuenta se crea específicamente de forma que le permite al usuario accesar sólo las áreas autorizadas del servidor y de la red interconectada. Las restricciones de conexión pueden forzar a un usuario a conectarse desde una estación de trabajo específica o sólo durante unos períodos de tiempo dados.
Mejoras en la Organización de la Empresa. Las redes pueden modificar la estructura de una organización y la forma de administrarse. Los usuarios que trabajan en un departamento concreto para un responsable dado, no necesitan estar ahora en una misma localización física. Sus oficinas pueden estar situadas en el lugar donde hagan más falta sus conocimientos. La red une a los responsables de departamento y compañeros. Esta forma de organización es de especial interés en proyectos especiales, en los que personas de distintos departamentos, como los de investigación, producción y marketing, necesitan trabajar juntos.

Terminales

Primeras Conexiones

Computadoras Personales

Mayores Necesidades de Conexión

Clasificación de Sistemas Multiprocesadores Distribuidos de Acuerdo a su Tamaño Fisico

Distancia entre Procesadores	Procesadores ubicados en el mismo	Ejemplo
0.1 Metros	Tarjeta de Circuito	Maquina de Flujo de Datos
1 Metro 10 Metros	Sistema Habitación	Computadoras con Multiprocesadores
100 Metros 1Kilometro	Edificio Campus Universitario	Red de Area Local(LAN)
10 Kilometros	Ciudad	Red de Area Metropolitana(MAN)
100 Kilometros	País	Red de Area Extendida(WAN)
1000 Kilometros	Continente	.
10 000 Kilometros	Planeta	Red de Area Global(GAN)

Clasificación de las Redes de Computadoras

Por la cobertura geográfica:

Redes de Área Local (LANs)

Redes de Área Metropolitana (MANs)

Redes de Área Amplia o Extendida (WANs)

Por su velocidad de transmisión:

De banda de voz (hasta 19,2 Kb/s)

De banda estrecha (desde 56 kb/s hasta 1,5 Mb/s)

De banda ancha (desde 1.5 Mb/s hasta 45 Mb/s)

De banda amplia (más de 45 Mb/s)(Pudiendo ser terrestres o por satélite).

Por el sistema de conmutación utilizado:

Redes de conmutación de circuitos.

Redes de conmutación de mensajes.

Redes de conmutación de paquetes.

Por la forma de interconexión:

Interconexión total

Interconexión irregular

Tipo de bus

Tipo anillo

Por su grado de centralización:

Centralizada

Descentralizada

Distribuida

De acuerdo a su configuración:

Redes dedicadas:

Punto a punto
Multipunto

Redes compartidas

Tipos de Enlaces
- Punto a Punto

Multipunto

Según los servicios que satisfacen en los usuarios:

Redes para el servicio básico de transmisión (SBT)

Redes para servicio de valor añadido (SVA)

Según la propiedad de la Red:

Redes privadas

Redes públicas -Clásicas - R.T.C., Red X.25, conexión punto a punto -No clásicas - R.D.S.I

De acuerdo al uso:

Comerciales

No comerciales

Elementos Básicos que forman una Red

Tarjetas de Red o Adaptadores
Medio de Transmisión (cableado)
Nodos de la Red (PC’s, Estaciones de Trabajo)
Servidores
Sistemas Operativos de Red(Network Operation Systems:NOS)
Repetidores y Concentradores

Esquema Interno de una Tarjeta de Red

Aki va el dibujo del esquema interno de una tarjeta de red

Software de Red

Sistema Operativo

Sistema Operativo de Red

Drivers para tarjetas de red

Administración de Red

Sistemas utilizados en las Comunicaciones de Datos

Sistema Centralizado El sistema operativo reside en la computadora central y es el responsable de todas las operaciones: procesamiento, seguridad, transferencia de archivos y comunicaciones. En su configuración una computadora central (host) tiene la capacidad de procesamiento de la información. A ella están conectadas las terminales que pueden tener algún grado de inteligencia que nunca es comparable con el host. Cada usuario adicional disminuye la capacidad de procesamiento de los restantes conectados al sistema. Si la computadora central cae la red cae.

Comunicaciones Centralizadas

Sistema Distribuido El sistema operativo reside en la computadora central y en los clientes interconectados al sistema. El sistema operativo del host controla el almacenamiento central de los archivos, seguridad y la utilización de los recursos. El sistema operativo de la estación de trabajo se encarga del procesamiento, comunicaciones, y almacenamiento local de información. Estos dos sistemas operativos deben trabajar muy unidos para garantizar la compatibilidad entre los programas y la integridad de la red en general. En los sistemas distribuidos una computadora central realiza la mayoría de las tareas y organiza el trabajo de los clientes; pero son estos los que realizan las tareas más complejas. Las computadoras conectadas a la red están equipadas con procesadores internos que contribuyen a incrementar la potencia de cálculo del sistema en general, cada usuario conectado agrega capacidades de procesamiento al sistema en su conjunto. A diferencia con los sistemas centralizados cuando una computadora cae no hay efectos catastróficos para las restantes, aunque algunas funciones pueden quedar inhabilitadas.

Comunicaciones Distribuidas

Topologías

Es la forma geométrica de colocar los nodos de una red y las conexiones que los unen. Tiene como objetivo encontrar la forma mas económica y eficaz de conectar a todos los usuarios a todos los recursos de la Red.
Básicamente la conexión entre los nodos se estructura bajo dos tipos de diseño:

Punto a punto.
Multipunto.

Las topologías mas empleadas en las LAN son:

Bus. (multipunto)
Anillo. (punto a punto)
Estrella. (punto a punto)

Nota: Estas topologías pueden combinarse en una LAN

Topologías de Red

Caracteristicas de la Topología en Bus

Todas las estaciones están conectadas a un mismo canal de comunicaciones.
Los mensajes se envían por todo el canal y para que una estación pueda recibir un mensaje ha de reconocer su propia dirección.
Dado que las estaciones mas cercanas a la que emite el mensaje reciben la señal mas fuerte que aquellas que se encuentran mas alejadas, los transmisores y receptores empleados en el bus han de tolerar una amplia gama de señales. Los problemas relacionados con la intensidad de las señales se solucionan limitando la longitud del segmento del cable y el número de estaciones conectadas.
Por lo general suelen ser redes sencillas. Son fáciles de instalar. Su costo es reducido.
El fallo de una estación no afecta a esta topología pero la Red falla si falla el canal principal. Cuando se producen problemas estos son difíciles de localizar pero una vez localizados son fáciles de reparar.
Es sencillo conectar nuevos dispositivos al bus.
El medio de transmisión es totalmente pasivo y las estaciones se conectan a través de interfaz.

Caracteristicas de la Topología en Anillo

En esta topología las estaciones contiguas forman un circulo de conexiones punto a punto y los mensajes van de una estación a otra hasta llegar a la estación adecuada.
La instalación de la misma es bastante complicada pues requiere de centros conectores, unidades de acceso y de uno o dos canales. Su costo es relativamente alto.
El fallo de una estación no afecta al anillo si el mismo tiene la protección necesaria para en estos casos desconectar a dicha estación.
Si la Red posee centros de conectores es bastante sencillo añadir o suprimir estaciones.
Con tráfico muy alto la respuesta del sistema permanece bastante estable pero el tiempo de espera medio es bastante alto aun cuando la carga del sistema es baja.
La capacidad de transmisión se reparte equitativamente entre todos los usuarios.
Se pueden conseguir velocidades de transmisión muy altas en distancias muy cortas.

Caracteristicas de la Topología en Estrella

En la configuración en estrella cada estación de trabajo esta conectada a un nodo central por medio de un canal punto a punto dedicado el cual efectúa la retransmisión de los mensajes que le envían las estaciones.
Si falla el nodo central falla toda la Red. El fallo de una estación no afecta al funcionamiento del sistema.
El nodo central es el punto lógico para conectar directamente los recursos compartidos más importantes.
El tamaño y capacidad de la Red están directamente relacionados con la potencia de la estación central.
Las estaciones conectadas a la estación central pueden a su vez actuar de nodo central para otras estaciones o ser conectadas a enlaces de comunicación remotos.
La expansión de esta Red es restringida pues la mayoría de los nodos centrales sólo pueden soportar un número limitado de interfaces de Red lo cual es necesario para proteger de sobrecarga al nodo central.
Es ideal en configuraciones en las que hay que conectar muchas estaciones a una.
Las estaciones pueden tener velocidades de transmisión diferentes.
Se puede obtener un alto nivel de seguridad.
Es fácil detectar y localizar averías.
El costo de instalación de los cables resulta bastante elevado así como elevado el precio del nodo central debido a la complejidad de la tecnología que requiere.
Por la actividad que debe soportar el nodo central, en esta topología las velocidades de transmisión son inferiores a las que se pueden alcanzar en otras topologías.

Tecnicas de Transmisión

Banda Base:
- Muy utilizada en las LAN debido a que no necesita uso de módems y a que la señal se puede transmitir a alta velocidad en forma digital.
- Al no estar modulada la señal no es adecuada esta técnica para transmisiones a larga distancia ni para instalaciones sometidas a altos niveles de ruido e interferencia.
- Permite usar dispositivos de interfaz y repetidores muy económicos.
- Un canal con esta técnica utiliza todo el ancho de banda
Banda Ancha:
Con esta técnica se modula la información sobre ondas portadoras analógicas y varias portadoras comparten la capacidad del medio de transmisión usando técnica de MDF.
Se precisa, para transmitir datos, el uso de módems y otros equipos de alto costo y requerimientos de instalación.