Componentes de una red
Red LAN
LAN son las siglas de Local Area Network o en español Red de área
local. Una LAN es una red que conecta los ordenadores en un área relativamente
pequeña y predeterminada (como una habitación, un edificio, o un conjunto de
edificios).
Las redes LAN se pueden conectar entre ellas a través de líneas
telefónicas y ondas de radio. Las estaciones de trabajo y los ordenadores
personales en oficinas normalmente están conectados en una red LAN, lo que
permite que los usuarios envíen o reciban archivos y compartan el acceso a los
archivos y a los datos. Cada dispositivo conectado a una LAN se llama nodo.
Cada nodo (dispositivo individual) en un LAN tiene su propia CPU con la cual
ejecuta programas, pero también puede tener acceso a los datos y a los
dispositivos en cualquier parte en la LAN. Esto significa que muchos usuarios
pueden compartir dispositivos costosos, como impresoras láser, sin la necesidad
de comprar una impresora para cada ordenador, así como datos. Los usuarios
pueden también utilizar la LAN para comunicarse entre ellos, enviando E-mail o
chateando.
Componentes
Servidor: el
servidor es aquel o aquellas computadoras que van a compartir sus
recursos hardware y software con los demás equipos de la
red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información
que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.
Estación de
trabajo: las computadoras que toman el papel de estaciones de trabajo
aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como
los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.
Administración
de sistemas operativos: Es un conjunto de técnicas
tendientes a mantener una red operativa, eficiente, segura, constantemente
monitoreada y con una planificación adecuada y propiamente documentada.Sus objetivos son:
- Mejorar la continuidad en la operación de la red con mecanismos adecuados de control y monitoreo, de resolución de problemas y de suministro de recursos.
- Hacer uso eficiente de la red y utilizar mejor los recursos, como por ejemplo, el ancho de banda.
- Reducir costos por medio del control de gastos y de mejores mecanismos de cobro.
- Hacer la red más segura, protegiéndola contra el acceso no autorizado, haciendo imposible que personas ajenas puedan entender la información que circula en ella.
- Controlar cambios y actualizaciones en la red de modo que ocasionen las menos interrupciones posibles, en el servicio a los usuarios.
Gateways o
pasarelas: es un hardware y software que permite las comunicaciones entre
la red local y grandes computadoras (mainframes). El gateway adapta
los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red,
y viceversa.
Bridges o
puentes: es un hardware y software que permite que se conecten dos redes
locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en
un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre
una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales
o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo
edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos
conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de
redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de
paquetes.
El hub o concentrador: es el dispositivo de conexión más básico. Es utilizado en redes locales con un número muy limitado de máquinas. No es más que una toma múltiple RJ45 que amplifica la señal de la red (base 10/100).
En este caso, una solicitud destinada a una determinada PC de la red será enviada a todas las PC de la red. Esto reduce de manera considerable el ancho de banda y ocasiona problemas de escucha en la red.
El hub o concentrador: es el dispositivo de conexión más básico. Es utilizado en redes locales con un número muy limitado de máquinas. No es más que una toma múltiple RJ45 que amplifica la señal de la red (base 10/100).
En este caso, una solicitud destinada a una determinada PC de la red será enviada a todas las PC de la red. Esto reduce de manera considerable el ancho de banda y ocasiona problemas de escucha en la red.
El Switch o
conmutador: trabaja en las dos primeras capas del modelo
OSI, es decir que éste distribuye los datos a cada máquina de destino, mientras
que el hub envía todos los datos a todas las máquinas que responden. Concebido
para trabajar en redes con una cantidad de máquinas ligeramente más elevado que
el hub, éste elimina las eventuales colisiones de paquetes.
Un repetidor: es
un dispositivo sencillo utilizado para regenerar una señal entre dos nodos de
una red. De esta manera, se extiende el alcance de la red. El repetidor
funciona solamente en el nivel
físico (capa 1 del modelo OSI), es decir que sólo actúa
sobre la información binaria que viaja en la línea de transmisión y que no
puede interpretar los paquetes de información.
Por otra parte, un repetidor
puede utilizarse como una interfaz entre dos medios físicos de tipos
diferentes, es decir que puede, por ejemplo, conectar un segmento de par
trenzado a una línea de fibra óptica.
Tarjeta de red:
también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza
la función de intermediario entre la computadora y la red de comunicación. En
ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La
comunicación con la computadora se realiza normalmente a través de las ranuras
de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA.
Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la
placa base.
Instalación
de una tarjeta de red:
2. Utilizando un destornillador de estrella, retira los tornillos de la parte trasera de tu computadora que fijan el panel lateral del chasis del equipo.
3. Desplaza el panel lateral hacia la parte trasera de la computadora hasta que esté suelto y retira el panel.
4. Coloca la computadora apoyada en su lado con la placa madre boca arriba. Localiza una ranura de tarjeta PCI libre. Generalmente son blancas.
5. Retira el tornillo sosteniendo la cubierta antipolvo de la ranura para la tarjeta PCI en el lugar utilizando un destornillador de estrella. Si la cubierta antipolvo no tiene un tornillo, utiliza el destornillador de estrella para extraer cuidadosamente la cubierta antipolvo del interio del chasis.
6. Extrae la tarjeta de interfaz de red del paquete del fabricante y alinéala con la ranura para que puedas ver el puerto de red desde la parte trasera de la computadora.
7. Presiona firmemente en el borde de la tarjeta de interfaz de red para insertarla en la ranura de tarjeta PCI. Vuelve a colocar el tornillo de la cubierta antipolvo o utiliza el tornillo que venía con la tarjeta de interfaz de red para fijar la tarjeta de red en su sitio.
8. Reemplaza el panel lateral en el chasis de la computadora. Fija el panel lateral en su sitio con los tornillos que quitaste en el paso 2 utilizando un destornillador de estrella. Para la computadora de nuevo.
9. Vuelve a conectar el cable de energía al suministro de electricidad en la parte trasera de la computadora. Conecta un cable de red en el puerto de red en la parte trasera de la tarjeta de interfaz de red.
10. Enciende la computadora y deja que el sistema operativo se cargue. Sal de todas las ventanas que intenten detectar automáticamente tu nuevo equipo.
11. Inserta tu disco de instalación de controladores y déjalo reproducir automáticamente. Sigue las instrucciones del programa de instalación de controladores para instalar los controladores de tu tarjeta de interfaz de red.
12. Reinicia tu computadora y déjala arrancar de nuevo. Intenta conectarte a tu red o a Internet para probar tu conexión. Acceder de forma satisfactoria a tu red indica que tu tarjeta de interfaz de red ha sido instalada correctamente y está funcionando
El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, cable coaxial y la fibra óptica (cada vez en más uso esta última).
Concentradores de
cableado: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las
estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores,
sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla
alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las
redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las
conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el
concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores
luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la
red. Existen dos tipos de concentradores de
cableado:
1. Concentradores pasivos: actúan como un simple
concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la red.
2. Concentradores activos: además de su función
básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas
antes de ser enviadas y ejecutadas.
Los concentradores de cableado tienen dos tipos de
conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así
aumentar el tamaño de la red. Los concentradores de cableado se clasifican
dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y
distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama topología
lógica. Existen dos tipos principales:
1. Concentradores con topología lógica en
bus (HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus
enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.
2. Concentradores con topología lógica en
anillo (MAU): se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal
que les llega por un puerto al siguiente.
Realmente no hay un límite máximo de computadoras,
dependerá entre otras cosas de los switches que se utilicen. No obstante,
considerando que se tuvieran muy buenos equipos y bien organizada la red, entre
400 y 500 sería lo máximo que podría soportar la LAN sin que empezara a
degradarse notablemente el rendimiento de la red a causa del propio tráfico
de difusión.
Red WAN
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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
maquinas se llaman Hosts. Los hosts están conectados por una subred de
comunicación. El trabajo de una subred es conducir mensajes de un host a otro.
La separación entre los aspectos exclusivamente de comunicación de la red (la
subred) y los aspectos de aplicación (hosts), simplifica enormemente el
diseño total de la red.
En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos componentes
distintos: las líneas de transmisión y los elementos de conmutación. Las líneas
de transmisión (también llamadas circuitos o canales) mueven los bits de una
máquina a otra.
Los elementos de conmutación son computadoras especializadas que
conectan dos o más lineas de transmisión.. Cuando los datos llegan por una
línea de entrada, el elemento de conmutación debe escoger una línea de salida para
enviarlos. Como término generico para las computadoras de conmutacion, les
llamaremos enrutadores.
Constitución de una red WAN
La red consiste en ECD ( computadores de conmutación ) interconectados
por canales alquilados de alta velocidad ( por ejemplo, líneas de 56 kbit / s
). Cada ECD utiliza un protocolo responsable de encaminar
correctamente los datos y de proporcionar soporte a los computadores y
terminales de los usuarios finales conectados a los mismos. La función de soporte ETD ( Terminales /
computadores de usuario ). La función soporte del ETD se denomina a veces PAD (
Packet Assembly / Disasembly – ensamblador / desensamblador de paquetes ).
Para los ETD, el ECD es un dispositivo que los aisla de la red. El centro de
control de red ( CCR ) es el responsable de la eficiencia y fiabilidad de las operaciones de la red.
Tipos de red WAN
Conmutadas por Circuitos: Redes en las cuales, para
establecer comunicación se debe efectuar una llamada y cuando se establece la
conexión, los usuarios disponen de un enlace directo a través de los distintos
segmentos de la red.
Conmutadas por Mensaje: En este tipo de redes el
conmutador suele ser un computador que se encarga de aceptar tráfico
de los computadores y terminales conectados a él. El computador examina la
dirección que aparece en la cabecera del mensaje hacia el DTE que debe
recibirlo. Esta tecnología permite grabar la información para atenderla
después. El usuario puede borrar, almacenar, redirigir o contestar el mensaje
de forma automática.
Conmutadas por Paquetes: En este tipo de red los datos de
los usuarios se descomponen en trozos más pequeños. Estos fragmentos o
paquetes, estás insertados dentro de informaciones del protocolo y recorren la
red como entidades independientes.
Redes Orientadas a Conexión: En estas redes existe el concepto
de multiplexión de canales y puertos conocido como circuito o canal
virtual, debido a que el usuario aparenta disponer de un recurso dedicado,
cuando en realidad lo comparte con otros pues lo que ocurre es que atienden a
ráfagas de tráfico de distintos usuarios.
Redes no orientadas a conexión: Llamadas Datagramas, pasan
directamente del estado libre al modo de transferencia de datos. Estas redes no
ofrecen confirmaciones, control de flujo ni recuperación de errores aplicables
a toda la red, aunque estas funciones si existen para cada enlace particular.
Un ejemplo de este tipo de red es INTERNET.
Red Publica de Conmutación Telefónica ( PSTN ): Esta red fue
diseñada originalmente para el uso de la voz y sistemas análogos. La
conmutación consiste en el establecimiento de la conexión previo acuerdo de
haber marcado un número que corresponde con la identificación numérica del
punto de destino.
Red MAN
MAN es la sigla de Metropolitan Area Network, que puede traducirse como Red de Área Metropolitana. Una red MAN es aquella que, a través de una conexión de alta velocidad, ofrece cobertura en una zona geográfica extensa (como una ciudad o un municipio).
Con una red MAN es posible compartir e intercambiar
todo tipo de datos (texto, vídeos, audio, etc.) mediante fibra óptica o cable
de par trenzado. Este tipo de red supone una evolución de las redes LAN, ya que favorece la
interconexión en una región más amplia, cubriendo una mayor superficie. Por
otro lado se encuentra la red WAN, que permite la interconexión de países y
continentes.
Las redes MAN pueden ser públicas o privadas. Estas
redes se desarrollan con dos buses unidireccionales, lo que quiere decir que
cada uno actúa independientemente del otro respecto a la transferencia de
datos. Cuando se utiliza fibra óptica, la tasa de error es
menor que si se usa cable de cobre, siempre que se comparen dos redes de
iguales dimensiones. Cabe mencionar que ambas opciones son seguras dado que no
permiten la lectura o la alteración de su señal sin que se interrumpa el enlace
físicamente.
Entre los usos de las redes MAN, puede mencionarse la
interconexión de oficinas dispersas en una ciudad pero pertenecientes a una
misma corporación, el desarrollo de un sistema de videovigilancia municipal y
el despliegue de servicios de VoIP.
La sigla VoIP se puede leer de varias maneras, como ser “voz sobre
Protocolo de Internet”, “voz sobre IP” o “voz IP” y se trata de un conjunto de
recursos que posibilitan el envío de la señal de voz a por medio de Internet
haciendo uso de un IP. En otras palabras, si se utiliza una red MAN para
brindar servicios de VoIP, se hace posible una comunicación similar a la
telefónica pero enviando la información en paquetes digitales de datos,
en lugar de utilizar las redes analógicas de telefonía, como ser las PSTN (“red
de telefonía pública conmutada”).
Ventajas de la red MAN sobre la red WAN
- Una vez que se ha realizado la compra de los equipos necesarios y la instalación de la red, los gastos de mantenimiento de una MAN resultan considerablemente inferiores a los de una red WAN. Una de las razones de esta diferencia es que en una red MAN es posible anticipar el número máximo de usuario simultáneos en todo momento y controlarlo.
- ofrece una mayor seguridad y protección de los datos y de la integridad de los sistemas.
- resulta más adecuada para el tráfico que no necesita que se le asigne un ancho de banda fijo.
- el ancho de banda que ofrece es mayor.
Potenciales desventajas
- Por cuestiones de tipo legal y político, ciertos usuarios pueden verse obligados a optar por una red MAN pública en lugar de una privada.
- Su alcance, si bien es muy amplio, no supera los 50 km de diámetro, por lo cual puede no resultar ideal en todos los casos.
Ethernet
Ethernet, también conocido como estándar IEEE 802.3, es
un estándar de transmisión de datos para redes de área local que se basa en el
siguiente principio: todos los equipos en una red Ethernet están conectados a
la misma línea de comunicación compuesta por cables cilíndricos.
El principio de transmisión
Todos los equipos de una red Ethernet están conectados a
la misma línea de transmisión y la comunicación se lleva a cabo por medio de la
utilización un protocolo denominado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with
Collision Detect), este es un protocolo de acceso múltiple que monitorea la
portadora: detección de portadora y detección de colisiones.
Con este protocolo cualquier equipo está autorizado a
transmitir a través de la línea en cualquier momento y sin ninguna prioridad
entre ellos. Esta comunicación se realiza de manera simple: cada equipo
verifica que no haya ninguna comunicación en la línea antes de transmitir. Si
dos equipos transmiten simultáneamente, entonces se produce una colisión; es
decir, varias tramas de datos se ubican en la línea al mismo tiempo. Los dos
equipos interrumpen su comunicación y esperan un período de tiempo aleatorio,
luego una vez que el primero ha excedido el período de tiempo, puede volver a
transmitir.
Este principio se basa en varias limitaciones:
- Los paquetes de datos deben tener un tamaño máximo. Debe existir un tiempo de espera entre dos transmisiones.
- El tiempo de espera varía según la frecuencia de las colisiones.
- Luego de la primera colisión, un equipo espera una unidad de tiempo.
- Luego de la segunda colisión, un equipo espera dos unidades de tiempo.
- Luego de la tercera colisión, un equipo espera cuatro unidades de tiempo. Por supuesto, con una cantidad menor de tiempo aleatorio adicional.
Ethernet conmutada
La topología de Ethernet descripta hasta ahora ha sido la
de Ethernet compartida en la que cualquier mensaje transmitido es escuchado por
todos los equipos conectados y el ancho de banda disponible es compartido por
todos los equipos.
Durante muchos años se ha dado un desarrollo importante:
la Ethernet conmutada. La topología física sigue siendo la de una estrella pero
está organizada alrededor de un conmutador. El conmutador usa mecanismos de
filtrado y conmutación muy similares a los utilizados por las puertas de enlace
donde se han utilizado estas técnicas por mucho tiempo. Inspecciona las
direcciones de origen y destino de los mensajes, genera una tabla que le
permite saber qué equipo se conecta a qué puerto del conmutador, en general
este proceso se hace por auto aprendizaje, es decir, de manera automática pero
el administrador del conmutador puede realizar ajustes adicionales.
Al conocer el puerto receptor, el conmutador sólo
transmitirá el mensaje al puerto adecuado mientras que los otros puertos
permanecerán libres para otras transmisiones que pueden ser realizadas
simultáneamente. Como resultado, cada intercambio puede llevarse a cabo a una
velocidad nominal (mayor división de ancho de banda), sin colisiones y con un
aumento considerable en el ancho de banda de la red (también a una velocidad
nominal).
La posibilidad de que todos los puertos de un conmutador
puedan comunicarse al mismo tiempo sin perder los mensajes, eso es algo que
depende directamente de la calidad del conmutador, dado que los conmutadores
posibilitan evitar colisiones y que las tecnologías 10/100/1000 base T(X)
cuentan con circuitos separados para la transmisión y la recepción (un par
trenzado por dirección de transmisión), la mayoría de los conmutadores modernos
permiten desactivar la detección y cambiar a modo full dúplex (bidireccional)
en los puertos. De esta forma, los equipos pueden transmitir y recibir al mismo
tiempo, lo que también contribuye al rendimiento de la red. El modo full dúplex
es interesante, en especial, para los servidores que poseen muchos clientes.
Los conmutadores Ethernet modernos también detectan la
velocidad de transmisión que cada equipo utiliza (autosensing) y si el equipo
admite varias velocidades (10, 100 o 1000 megabits/seg.) comienza a negociar
con él para seleccionar tanto una velocidad como el modo de transmisión: semi
dúplex o full dúplex. Esto permite contar con un almacenamiento de equipos con
distintos rendimientos. Como el tráfico transmitido y recibido ya no se
transmite a todos los puertos, se hace más difícil rastrear lo que está
pasando. Esto contribuye a la seguridad general de la red, que es un tema de
suma importancia en la actualidad.
Por último, el uso de conmutadores hace posible la
construcción de redes geográficamente más grandes. En la Ethernet compartida,
un mensaje debe poder esperar a cualquier otro equipo durante un período de
tiempo específico (slot time) sin el cual el mecanismo de detección de
colisiones (CSMA/CD) no funcione correctamente. Esto ya no se aplica en los
conmutadores Ethernet. La distancia ya no es limitada, excepto por los límites
técnicos del medio utilizado (fibra óptica o par trenzado, la potencia de la
señal transmitida y la sensibilidad del receptor, etcétera).
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