Redes de Computadoras

Las redes interconectan computadoras con distintos sistemas operativos, ya sea dentro de una empresa u organización (LANs) o por todo el mundo (WANs, Internet).

Las razones más usuales para decidir la instalación de una red son:

• Compartición de programas, archivos e impresora.
• Posibilidad de utilizar software de red.
• Creación de grupos de trabajo.
• Gestión centralizada.
• Seguridad.
• Acceso a otros sistemas operativos.
• Compartir recursos.

Topologías de Redes

Anillo: Un nodo se conecta al siguiente y el último se conecta al primero.

Estrella: Todos los nodos se conectan a un punto central común, usualmente es un hub o switch.

Estrella extendida: Enlaza las estrellas conectando los switches de estas a un switch central.

Topología Jerárquica: Similar a la estrella extendida, pero en lugar de interconectar switches se hace a través de hosts.

Mallas: Cada host está conectado a todos los otros. Existen múltiples caminos de un nodo a otro. Utilizadas generalmente donde se requiere que no haya interrupciones en la comunicación de un nodo a otro.

Protocolo

Del latín protocollum:

• Regla ceremonial diplomática establecida por decreto o por costumbre.
• Serie ordenada de escrituras matrices y otros documentos que un notario o escribano autoriza y custodia con ciertas formalidades.

Tipos De Redes

Se clasifican según su Extensión y Topología.

Según su Extensión tenemos redes LAN, MAN y WAN.

LAN (Redes de Área Local):

Son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio de hasta unos cuantos kilómetros de extensión.

LAN es un sistema de comunicación entre computadoras, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña.

Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir los recursos (impresoras, etc.) e intercambiar información.

Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por las siguientes tres características: tamaño, tecnología de transmisión y topología.

Las LAN están restringidas en tamaño, las computadoras se distribuyen dentro de la LAN para obtener mayor velocidad en las comunicaciones dentro de un edificio o un conjunto de edificios, lo cual significa que el tiempo de transmisión del peor caso está limitado y se conoce de antemano.

Conocer este límite hace posible usar ciertos tipos de diseños que de otra manera no serían prácticos y también simplifica la administración de la red.

Las LAN tradicionales operan a velocidades de 10 a 12 GBPS, tienen bajo retardo (décimas de microsegundos) y experimentan muy pocos errores.

Las LAN pueden tener diversas topologías. La topología o la forma de conexión de la red, depende de algunos aspectos como la distancia entre las computadoras y el medio de comunicación entre ellas ya que este determina la velocidad del sistema.

Básicamente existen tres topologías de red: estrella (Star), canal (Bus) y anillo (Ring).

WAN (Redes de Área Amplia):

Una WAN se extiende sobre un área geográfica amplia, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones), estas máquinas se llaman Hosts.

Cuando los datos llegan por una línea de entrada, el elemento de conmutación debe escoger una línea de salida para enviarlos.

Como término genérico para las computadoras de conmutación, les llamaremos enrutadores.

La velocidad normal lleva un rango de los 56 KBPS a los 155 MBPS.

Los retardos para una WAN pueden variar de unos cuantos milisegundos a unas decenas de segundos.

MAN (Redes de Área Metropolitana):

Una MAN es básicamente una versión más grande de una LAN y normalmente se basa en una tecnología similar.

Podría abarcar una serie de oficinas cercanas o en una ciudad, puede ser pública o privada.

Una MAN puede manejar datos y voz, e incluso podría estar relacionada con una red de televisión por cable local.

Una MAN sólo tiene uno o dos cables y no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales.

Como no tiene que conmutar, el diseño se simplifica.

Estándar Ethernet

Ethernet es una tecnología desarrollada para las redes LAN que permite transmitir información entre computadoras a velocidades de 10 y 100 millones de bits por segundo.

Ethernet es un estándar, por lo tanto se trata de un sistema independiente de las empresas fabricantes.

Modelo OSI

La International Standard Organization (ISO) fue una de las primeras organizaciones en definir formalmente la forma de conectar computadores.

Esta organización creó el estándar Open System Interconection (OSI).

Modelo OSI

Las capas inferiores lidian con las señales eléctricas, trozos de datos binarios y encaminamiento de paquetes a través de las redes.

Las capas superiores se encargan de la gestión de las solicitudes del los clientes, respuestas de los servidores, representación de los datos y los protocolos de redes desde el punto de vista del usuario.

Modelo TCP/IP

Aunque el modelo de referencia OSI es reconocido universalmente, ha sido tomado muy poco en cuenta. El modelo que se ha adoptado “de facto” es el modelo Transmission Control Protocol/Internet Protocol (TCP/IP).

Este modelo y su grupo de protocolos (stack TCP/IP) hace posible la comunicación entre un par de computadores en cualquier lugar del mundo.

Funciones de la Capa Física

Transportar los bits que pertenecen a un frame (PDU de la capa de Enlace) de un nodo origen al nodo destino. Por supuesto, los nodos involucrados deben estar conectados en el mismo enlace.

Funciones de la Capa de Enlace

Encaminar los paquetes a través de un grupo de switches. Los switches utilizan protocolos especializados como (spanning tree) para construir las rutas. Esto se hace a nivel de múltiples enlaces.

Funciones de la Capa de Red

Encaminar los paquetes a través de un grupo de routers. Al igual que los switches los routers utilizan protocolos especializados para construir las rutas. Esto se hace a nivel de múltiples redes.

Funciones de la Capa de Transporte

Gestionar la transferencia de datos a nivel de cliente y servidor. Los dos protocolos más utilizados en Internet en esta capa son: TCP y UDP.

Funciones de la Capa de Sesión

Gestionar los múltiples flujos que pueden ser abiertos para transportar la información entre el nodo origen y el nodo destino.

Funciones de la Capa de Presentación

Gestionar el formato de los datos (imágenes, textos, etc) y controlar que se mantenga la integridad de la información cuando pasa de una plataforma a otra.

Funciones de la Capa de Aplicación

Responsable de dar soporte a las aplicaciones de red. Aquí tenemos aplicaciones como correo electrónico, servicios web, etc.

Switch:

Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local).

Router:

Dispositivo que permite conectar uno o varios equipos o incluso una red de área local. Realiza las funciones de: Puerta de enlace, Router, Módem ADSL y Punto de acceso wireless. Implementa el nivel 3(Nivel de red) de la capa de protocolos OSI, es decir, puede encaminar.

DEFINICIÓN Y NORMAS DEL CABLEADO UTP

El cable UTP traducido al español como Cable trenzado sin apantallar. Son cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal. Consta de dos hilos de cobre aislados. El UTP usualmente incluye 4 pares de conductores. 10BaseT, 10Base-T, 100Base-TX, y 100Base-T2 sólo utilizan 2 pares de conductores, mientras que 100Base-T4 y 1000Base-T requieren de todos los 4 pares.

El UTP, con la especificación 10BaseT, es el tipo más conocido de cable de par trenzado y ha sido el cableado LAN más utilizado en los últimos años. El segmento máximo de longitud de cable es de 100 metros.

La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la Asociación de Industrias Electrónicas e Industrias de la Telecomunicación (EIA/TIA) especifica el tipo de cable UTP que se va a utilizar en una gran variedad de situaciones y construcciones.

NORMAS.

El objetivo es asegurar la coherencia de los productos para los clientes. Estos estándares definen cinco categorías de UTP:

* Cable de categoría 6, o Cat 6 (ANSI/TIA/EIA-568-B.2-1) es un estándar de cables para Gigabit Ethernet y otros protocolos de redes que es retrocompatible con los estándares de categoría 5/5e y categoría 3. La categoría 6 posee características y especificaciones para crosstalk y ruido. El estándar de cable es utilizable para 10BASE-T, 100BASE-TX y 1000BASE-TX (Gigabit Ethernet). Alcanza frecuencias de hasta 250 MHz en cada par y una velocidad de 1Gbps.

* Categoría 5a.

También conocida como Categoría 5+ ó Cat5e. Ofrece mejores prestaciones que el estándar de Categoría 5. Para ello se deben cumplir especificaciones tales como una atenuación al ratio crosstalk (ARC) de 10 dB a 155 Mhz y 4 pares para la comprobación del Power Sum NEXT. Este estándar todavía no está aprobado.

El Cable de Categoría 7, o Cat 7, (ISO/IEC 11801:2002 categoría7/claseF), es un estándar de cable para Ethernet y otras tecnologías de interconexión que puede hacerse compatible hacia atrás con los tradicionales de ethernet actuales Cable de Categoría 5 y Cable de Categoría 6. El Cat 7 posee especificaciones aún más estrictas para crosstalk y ruido en el sistema que Cat 6. Para lograr esto, el blindaje ha sido agregado a cada par de cable individualmente y para el cable entero.

El estándar Cat 7 fue creado para permitir 10 Gigabit Ethernet sobre 100 metros de cableado de cobre. El cable contiene, como los estándares anteriores, 4 pares trenzados de cobre. Cat 7 puede ser terminado tanto con un conector eléctrico GG-45 (compatible con RJ-45) como con un conector TERA. Cuando se combina con éstos, el Cat 7 puede transmitir frecuencias de hasta 600 MHz.