1-QUE ES UNA RED INFORMÁTICA.
Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos
conectados entre sí con el propósito de
compartir información y recursos.
Los recursos que se pueden compartir en una red son
discos duros, impresoras, etc., pero, además, en una red
podemos compartir la información de los programas y los
datos que manejan los distintos usuarios.
A principios de los años 1970 se crearon ordenadores de
tiempo compartido que consistían en un mismo
ordenador con varias terminales a través de las cuales los
usuarios podían acceder a una información de manera
simultánea.
Posteriormente surgió la necesidad de conectar
ordenadores independientes y estandarizar los distintos modelos
de conexión.
Los componentes y su funcionamiento.
En cualquier red o sistema de comunicación podemos
encontrar los siguientes elementos de funcionamiento:
El emisor, que genera una señal (petición u origen de la
comunicación).
El codificador de esta señal, que prepara la comunicación
para que pueda viajar por la línea.
La línea o medio de comunicación por donde viaja la
información.
El decodificador de la señal, que recoge la señal y la
vuelve a traducir para que el receptor la procese.
El receptor o elemento destinatario de la señal.
En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen
el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La
línea o canal por donde circula la comunicación es el
medio físico por el que viajan los datos, ya sean cables o
medios no guiados.
Los componentes de la red deben poseer interfaces que
sean capaces de conectar los distintos dispositivos y
elementos de la red y que preparen la señal para que
viaje por el medio establecido: por ejemplo las tarjetas de
red de los ordenadores o los módems.
Para que el emisor y receptor puedan comunicarse
necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se
le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes
informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red
internet.
2-CLASIFICACIÓN DE REDES.
Podemos clasificar las redes según distintos criterios:
Por extensión.
Redes de área
local (LAN, local area network).Su extensión abarca como máximo un edificio.
Son las más
frecuentes y puedes observarlas en la mayoría de las
oficinas y en instalaciones de todo tipo.
interfaz interfaz Tecnología de la Información y la
Comunicación
2
Redes de área
metropolitana (MAN, metropolitana area network). Se extienden por toda la ciudad,
incluyendo distintos edificios no adyacentes.
Redes de área
extensa (WAN, wide area network). Son las redes de gran alcance que conectan
equipos
que se encuentran en distintas ciudades y países o que
conectan las distintas redes LAN.
También podemos hablar de redes PAN (personal area
network) y redes WLAN (wireless LAN).
Por propiedad.
Según su nivel de acceso o privacidad, las redes pueden
ser:
Redes públicas.
Son aquellas redes cuyo acceso es público y global. Un ejemplo claro de red
pública y de
ámbito mundial es internet.
Redes privadas.
Son redes restringidas al propietario o a los usuarios que las utilizan (son
redes LAN en su
mayoría). Cuando este tipo de redes utilizan herramientas
típicas de la red pública se denominan intranets.
Redes privadas
virtuales (VPN). Son un tipo de redes resultante de la interconexión de varias
redes
privadas entre sí, aprovechando la infraestructura de una
red global. Se usan generalmente para conectar
las sedes de una organización. El concepto de extranet se
entiende como varias intranet conectadas entre
sí, utilizando como infraestructura la red de internet.
Por método de conexión.
Por medios guiados
(cables). En ellas, la información viaja en forma de ondas encapsuladas dentro
de un
cable. Dicho cable puede ser de par trenzado (el más
utilizado en redes LAN), coaxial o de fibra óptica.
Inalámbricas. La
transmisión se realiza mediante antenas y la información viaja en forma de
ondas
electromagnéticas. Las tecnologías utilizadas son: radiofrecuencia
(redes Wi-Fi y Bluetooth), microondas,
por satélite y por infrarrojos.
Por relación funcional.
Redes
cliente-servidor. Un servidor es el ordenador central o más importante de una
red. Es el encargado
de gestionar la información centralizada o corporativa
(normalmente es el que la almacena), así como de
aplicar las normas de acceso a ella. También cumple la
función de gestionar la configuración propia de la
red y del acceso a sus recursos y dispositivos.
El resto de ordenadores de la red se denominan clientes o
terminales y son los puestos desde los cuales los
usuarios se comunican con el ordenador central. Los
ordenadores clientes pueden ser terminales puros
(solo tienen monitor y un teclado/ratón) o, más
frecuentemente, ordenadores personales (PC) autónomos
que pueden trabajar de forma independiente y conectarse a
los recursos del servidor cuando sea
necesario.
Redes punto a
punto. También se denominan redes peer to peer o redes entre iguales. En este
tipo de
redes, todos los nodos o estaciones de trabajo se
comportan simultáneamente como clientes y como
servidores. En general, las redes entre iguales suelen
ser modelos válidos en redes pequeñas y simples, con
pocos recursos y pocos usuarios (menos de diez).
Por topología.
La topología es la forma en que podemos conectar las
distintas estaciones de trabajo y los diferentes medios de
transmisión.
Topología en bus.
Las redes en bus comparten un mismo canal de transmisión, llamado bus. Consiste
en
un único cable (de tipo coaxial) que une secuencialmente
todos los equipos de la red. Los extremos del bus
se cierran con un terminador. Los conectores del cable a
los ordenadores se llaman BNC.
Topología en anillo. Es una red cerrada en la que los
equipos se sitúan de una forma similar a la del bus,
pero en este caso formando un anillo completamente
cerrado, con lo que el cable no tiene terminadores.
La información circula en un sentido por este anillo y
cada ordenador analiza si él es el destinatario de la
información; si no es así, la deja pasar hasta el
siguiente equipo, y así sucesivamente hasta llegar al
destinatario.
Topología en
estrella. En este tipo de redes todos los ordenadores están conectados a un
dispositivo
específico que se encarga de transmitir la información.
Este dispositivo suele ser un concentrador (hub) o
más frecuentemente, un conmutador (switch).
3-EL MODELO OSI.
La Organización para la Normalización Internacional (ISO)
empezó a desarrollar a finales de la década de los
setenta un modelo conceptual para la conexión en red al
que bautizó con el nombre de modelo OSI (open systems
interconnection reference model). Este modelo pasó a ser
estándar internacional para las comunicaciones en red
en el año 1984.
El modelo OSI divide en siete capas el proceso de
transmisión de la información entre equipos informáticos, e molo
que cada capa se encarga de ejecutar una determinada
parte del proceso global. Las dos únicas capas del modelo
con las que, de hecho, interactúa el usuario son la
primera capa, la capa física (por ejemplo los cables) y la última
capa de aplicación (por ejemplo un programa que utilizas
para enviar un correo).
4-LAS ESPECIFICACIONES IEEE 802.
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers) define y
ordena las distintas formas de conectar los ordenadores
entre sí dependiendo del medio físico que se utilice para
interconectar los distintos elementos de una red a partir
de de las redes que los distintos fabricantes (Xerox, Intel,
Digital) han inventado.
En 1980 el organismo IEEE concretó una parte del modelo
OSI desarrollando los niveles 1 y 2 que son los más
físicos y distintos estándares en función del medio de transmisión,
la topología y la forma en que se envían los
datos por ese medio.
Especificaciones IEEE:
IEEE 802.3.
Normaliza y define para las redes LAN el tipo de cable utilizado, la distancia
que puede haber
entre los ordenadores, la velocidad de transmisión y su
topología. Se denomina Ethernet.
IEEE 802.5. Token
ring (utilizado en redes IBM).
IEEE 802.6. Redes
de área metropolitana (MAN).
IEEE 802.11. Red
local inalámbrica (Wifi).
IEEE 802.15. Red
de área personal inalámbrica (Bluetooth).
IEEE 802.16.
Acceso inalámbrico de banda ancha (WiMAX).
5-MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIDADOS.
Las redes que utilizan cable están catalogadas en
distintas adaptaciones. Las adaptaciones se nombran mediante
un número que representa su velocidad de transmisión en
megabits por segundo (Mbps), seguido de la palabra
BASE, al final del nombre puede haber un número que
representa la longitud máxima del cable por segmento
multiplicada por 100, o una letra que especifica el tipo
de cable utilizado. La siguiente tabla contiene las
adaptaciones Ethernet
más populares: 
El cable coaxial.
Las redes LAN con topología bus utilizan el cable
coaxial, el cual es más resistente a las interferencias y a la
atenuación de la señal que otros medios, aunque las redes
de coaxial tienen las desventajas de las redes bus: un
corte de conexión provoca que toda la red deje de
funcionar. La velocidad de transmisión de datos es más lenta
que en el par trenzado o en la fibra óptica, de ahí que
el uso del coaxial para redes informáticas esté en desuso o
prácticamente desaparecido.
El cable coaxial posee un núcleo sólido de cobre (medio
de transporte de la información) rodeado de un aislante.
Sobre éste se presenta una malla trenzada que actúa como
apantallamiento protegiendo los datos que se
transmiten, todo ello recubierto con una capa aislante de
plástico.
El cable coaxial es el utilizado en las redes Ethernet 10
BASE 5 y Ethernet 10 BASE 2 (especificaciones antiguas de
la IEEE 802.39)
Los ordenadores se conectan al cable coaxial a través de
conectores BNC y con conectores T.
El cable de par trenzado(UTP Y STP).
El cable UTP (unshíelded twisted pair, par trenzado no
apantallado) está formado por hilos de cobre o de aluminio
entrelazados entre sí por parejas con objeto de mantener
estables las propiedades eléctricas y evitar interferencias
con los pares de hilos cercanos.
Según el número de pares de hilos utilizados y la longitud
de cada trenzado, se obtienen diferentes velocidades de
transmisión, lo que la industria ha denominado categorías
(CAT). Por ejemplo, las categorías CAT1 y CAT2 son válidas
para telefonía (voz) por su utilización de un par o dos
pares de hilos, respectivamente. En este caso, los conectores que
se utilizan son los RJ11 (conectores telefónicos).
Los cables más utilizados actualmente para las redes
informáticas son de cuatro pares de hilos (CAT5 y CAT6) y el
conector que se utiliza es el RJ45. La categoría 5 está
presente principalmente en las redes Ethernet 100 BASE T (T =
twisted pair), también denominadas Fast-Ethernet, con
velocidades de 100 Mbps. El cable de categoría 6 se
utiliza normalmente para redes Ethernet 1000 BASE T, es
decir, con una velocidad de 1 Gbps. Tecnología de la Información y la
Comunicación
6
En las instalaciones de cable estructurado (véase el
siguiente apartado), los distintos segmentos a cable UTP se
distribuyen desde el hub o switch hasta las cajas de
conexiones (rosetas). A estas rosetas se conectan los PC con un
cable de categoría 5 o 6 denominado latiguillo.
El cable STP (shielded twisted pair, par trenzado
apantallado) es una variante del UTP todavía m segura en la
transmisión.
Las instalaciones de cableado estructurado.
El cableado estructurado es la forma en que se organizan o
estructuran los cables que sirven de soporte para las
comunicaciones (voz y datos) de una red de área local,
teniendo presentes las necesidades del momento y las
posibles ampliaciones.
Las instalaciones de un edificio, por ejemplo, se deben
realizar siguiendo unas normativas que estan
estandarizadas y que corresponden a unos valores que la
industria especifica mediante determinadas regulaciones
(ANSÍ, ITU, EIA/TIA...).
En la mayoría de los casos, el cableado estructurado se basa
en la utilización de par trenzado en hilo de cobre o de
fibra óptica. Una instalación de cableado estructurado de
voz y datos presenta las siguientes ventajas:
• Tiene un coste bastante económico (especialmente, el hilo
de cobre).
• Permite ampliar la red con facilidad.
• Es fácilmente manipulable y fiable.
• Es flexible si se realizan cambios de ubicación de
ordenadores o teléfonos.
La topología de la
red es del tipo estrella, en la que todos los elementos se interconectan a un
único punto o nudo
mediante un hub o switch.
Esquema de
instalación de cableado estructurado:
La fibra óptica.
La fibra óptica es un medio de transmisión cada vez más
empleado en las redes de datos y telecomunicaciones. Un
cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras
ópticas, cada una de las cuales es un hilo muy fino de
material transparente (vidrio o material plástico) por el
que se envían pulsos de luz que representan los datos a
transmitir. La fuente de luz puede ser láser o un LED.
Las características principales de la fibra óptica son las
siguientes:
• Su ancho de banda es muy grande: con velocidades de 10
Gbps por cada fibra, se pueden
llegar a obtener velocidades de transmisión totales de 10
Tbps.
• Es inmune totalmente a las interferencias
electromagnéticas.
• Es segura. Al permanecer el haz de luz confinado en el
núcleo, no es posible acceder a los datos
trasmitidos por métodos no destructivos. Además, se puede
instalar en lugares donde pueda
haber sustancias peligrosas o inflamables, ya que no
transmite electricidad.
• Tiene un coste elevado. Necesita usar transmisores y
receptores más caros que otros cables.
• Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, lo
que dificulta las reparaciones en caso de
ruptura del cable.
• Los cables de fibra óptica son una alternativa a los
coaxiales en la industria de la electrónica
y las telecomunicaciones porque pueden soportar una mayor
capacidad de transmisión en
mucho menos espacio y
con más distancia entre repetidores.
6-MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS.
Las redes de área local inalámbrica o WLAN proporcionan un
sistema de comunicación muy flexible al eliminar por
completo la utilización de cables. Esto ha hecho que en los
últimos años hayan tenido una gran aceptación. Aun
así, las WLAN no intentan sustituir por completo a las LAN
que utilizan cable, sino que sirven como complemento
de éstas, debido principalmente a que su velocidad de
transmisión es menor que el de las que utilizan cable.
La tecnología Wi-Fi.
Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales
que utiliza ondas de radio. Está definido en la
especificación IEEE 802.11.
Los estándares IEEE 802.11 b e IEEE 802.11 g son los más
populares, porque operan en una banda de frecuencia de
2,4 GHz (están disponibles casi universalmente), con una
velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps,
respectivamente. Existen varios dispositivos que permiten
interconectar elementos Wi-Fi:
• Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea
ofrecida por el operador de telefonía y efectúan el
reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi
que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que
el router que suministra el proveedor de Internet en los
hogares y en las empresas tenga integrada la tecnología
Wi-Fi.
• Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es
decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del
router no tiene suficiente radio. También se emplean en
instalaciones donde el router no posee esta tecnología
y se desea disponer de ella.
Los dispositivos de recepción pueden ser de tres tipos:
tarjetas de red PCI, tarjetas PCMCIA y tarjetas USB. Las
tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan a los ordenadores de
sobremesa, aunque hoy en día están perdiendo terreno en
favor de las tarjetas USB, que se pueden instalar fácilmente
sir necesidad de abrir el ordenador. Las tarjetas PCMCIA Tecnología de la
Información y la Comunicación
8
son un modelo que se utilizó mucho en los primeros
ordenadores portátiles, aunque están cayendo en desuso, debido
a la integración de tarjetas inalámbricas internas en estos
ordenadores.
La tecnología Bluetooth.
Bluetooth es el nombre común de la especificación IEEE
802.15.1, que define un estándar global de comunicación
inalámbrica mediante un enlace de radiofrecuencia. El canal
máximo de comunicación es de 720 Kbps, con rango
óptimo de 10 metros (es bastante más lento que las Wi-Fi).
Los dispositivos que normalmente utilizan esta
tecnología se engloban en el sector de la informática
personal (véanse las redes PAN), como PDA, teléfonos
móviles, ordenadores portátiles, etc.
La tecnología de Infrarrojos.
La tecnología IrDA (Infrared Data Association) utiliza una
técnica de transmisión basada en los rayos luminosos
que se mueven en el espectro infrarrojo. Soporta una amplia
gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de
comunicaciones. La velocidad oscila entre los 9.600 bps y
los 4 Mbps con una distancia máxima de un metro y con
un cono de ángulo estrecho de 30°.
La tecnología microondas.
Este novedoso sistema inalámbrico logra increíbles
velocidades de transmisión y recepción de datos, del orden de
los 2.048 kbps. La información viaja a través del aire, de
forma similar a la tecnología de la radio, mediante ondas
electromagnéticas de alta frecuencia (microondas), que
operar en las bandas de 3,5 y 28 GHz.
7-ELEMENTOS TÍPICOS DE UNA RED LAN.
Concentrador (Hub).
Un concentrador o hub es el dispositivo que centraliza el
cableado de una red en estrella y constituye, así, el nodo
central de ésta. El hub recibe la señal de una estación de
trabajo o segmento de la red que la quiere transmitir y la
emite por sus diferentes puertos. El uso del hub está en
desuso, puesto que su mecanismo de transmisión de la
señal se basa en difundir los paquetes de datos por todos
los puertos a la vez, estén o no ocupados por un cable o por
un PC encendido en ese momento. Por ejemplo, un hub de ocho
puertos transmite la señal a los ocho puertos a la
vez. El ordenador destinatario recibe la información y el
resto la omiten.
Conmutador (switch).
Un conmutador o switch hace la misma función que un hub,
pero de manera más eficiente, pues es capaz de
reconocer qué puertos en ese momento tienen actividad (están
conectados a una estación de trabajo, una
impresora, etc.) y transmitir la señal sólo a éstos, e
incluso aprende a qué PC de destino va dirigida, lo que redunda
en mayor rapidez. La evolución de las redes Ethernet ha
hecho que los switchs se impongan definitivamente sobre
los hubs.
Repetidor.
LA señal de transmisión se atenúa, o incluso se pierde,
cuanto mayor es la distancia a la que se desea transmitir.
Un repetidor es un dispositivo hardware encargado de
amplificar o regenerar la señal de transmisión. Opera
solamente de forma física para permitir que los bits viajen
a mayor distancia a través de los medios. Normalmente,
la utilización de repetidores está limitada por la distancia
máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los
segmentos de red conectados.
Bridge.
Al igual que un repetidor, un bridge o puente puede unir
segmentos o grupos de trabajo LAN. Sin embargo, un
bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico
o los problemas. Por ejemplo, si el volumen del tráfico
de uno o varios equipos, o de un departamento, está
sobrecargando y ralentiza todas las operaciones, el bridge
puede aislar esos equipos o ese departamento.
Modem. Tecnología de la Información y la Comunicación
Hoy en día, las redes
locales y globales de TCP/IP han dejado obsoleta la conexión directa por
módem, en beneficio de los bridges y los routers. No
obstante, los módemes se han adaptado a
las nuevas
tecnologías de transmisión.
Router (enrutador).
Un router o enrutador es un dispositivo hardware o software
de interconexión de redes de computadoras.
Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque éstas
tengan distintas tecnologías c especificaciones,
siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña las
siguientes funciones:
• Adapta la estructura de información de una red a otra.
• Pasa información de un soporte físico a otro (distintas
velocidades y soportes físicos).
• Encamina la información por la ruta óptima. Decide la
dirección de la red hacia la que va destinado
el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, ésta
es la dirección IP).
• Reagrupa la información que viene por rutas distintas.
Generalmente, el router es el dispositivo que conecta una
red LAN a Internet o una LAN a otras LAN. La
interconexión de distintas redes LAN mediante routers
conforman redes de ámbito superior (MAN yWAN).
Hoy en día es habitual que los routers incorporen tecnología
Wi-F¡ para conectar dispositivos portátiles. También es
habitual que tengan más de un puerto de conexión (cuatro
puertos RJ45), lo que los convierte también en
pequeños switchs.
Esquema típico de
interconexión de los elementos de una red LAN.
8-TIPOS DE CONEXIÓN A
INTERNET.
Conexión por línea
analógica (RTB).
La conexión al
proveedor de Internet se efectúa mediante una llamada telefónica a la red RTB
(red de telefonía
básica). Es necesario
disponer de un módem analógico, que puede ser interno o externo. Tiene
limitaciones en
cuanto a velocidad
(máximo: 56 Kbps) y utilización de la línea (no se puede disponer de voz y
datos
simultáneamente). La
otra gran limitación es que, aunque existe la posibilidad de compartir su
acceso a través de
un ordenador, no es
la forma más adecuada para conectar los ordenadores de una red.
Conexión por línea
RDSI.
Esta conexión es muy
similar en su configuración a la analógica (en su modalidad de módem). La
diferencia es que
aprovecha la red
digital de servicios integrados (RDSI), que puede funcionar con una velocidad
máxima de 128 Kbps,
aunque si se quieren
simultáneamente voz y datos la velocidad es de 64 Kbps. En este tipo de
conexión podemos
utilizar tanto un
módem RDSI como un router RDSI. Los primeros routers que se instalaron en
España para que una
LAN se conectara a
Internet eran RDSI.
Conexión por línea
ADSL.
El ADSL (asymmetric
digital subscriber line, línea de abonado digital asimétrica) es una tecnología
que, basada en
el par de cobre de la
línea telefónica normal (RTB), la convierte en una línea de alta velocidad
(banda ancha).
Permite transmitir
simultáneamente voz y datos a través de la misma línea telefónica.
Dispone de dos
canales de datos asimétricos, es decir, que no tienen la misma velocidad de
transmisión de datos: la
velocidad en el canal
de recepción de datos es mayor que en el canal de envío de datos. Esta
asimetría permite
alcanzar mayores
velocidades en el sentido ISP, hacia el usuario (velocidad de bajada), lo cual
se adapta
perfectamente a los
servicios de acceso a información, en los que, normalmente, el volumen de
información
recibido es mucho
mayor que el enviado. El ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en la bajada
y de hasta 1
Mbps en la subida.
Conexión por cable de
fibra óptica.
Los usuarios de este
tipo de conexión, además de la conexión a Internet, tienen la posibilidad de
recibir servicios
como televisión de
pago, vídeo bajo demanda, telefonía, etc. Mediante esta conexión se pueden
alcanzar
velocidades teóricas
de hasta 30 Mbps. Es una forma de conexión a la Red que utiliza la señal de
televisión a través
de cableado de fibra
óptica. Este servicio toma uno de los canales de la señal de televisión y lo
utiliza para acceder a
la Red. La ventaja
del uso de la línea de televisión es que el ancho de banda es mucho mayor. Se
trata de una
tecnología totalmente
distinta, en la que, en lugar de establecerse una conexión directa (o punto a
punto) con el
proveedor de acceso,
se utilizan conexiones multipunto, en las cuales muchos usuarios comparten el
mismo cable.
Conexiones móviles
(GSM, 3G y UMTS).
Casi todas las
compañías de telefonía móvil están ofreciendo servicio de conexión a Internet
vía 3G y/o GPRS. La
ventaja de este
sistema de conexión es la movilidad, lo que lo hace muy interesante para los
portátiles. Sólo se
necesita un módem
3G/GPRS y cobertura de señal. La conexión 3G es bastante rápida (supera con
facilidad los 3,6
Mbps en recepción),
pero debido a su método de funcionamiento presenta el inconveniente de que no
es
frecuente mantener
estas velocidades. Los repetidores de telefonía móvil tienen un ancho de banda
determinado,
y éste se tiene que
compartir con la telefonía móvil.
Tecnología de la Información y la Comunicación
11
9-PROTOCOLOS DE
COMUNICACIÓN. EI TCP/IP.
El protocolo de una
red es el software necesario para que dos equipos de una red puedan comunicarse
entre sí. Como ya sabes,
los ordenadores deben
hablar el mismo lenguaje para poder compartir la información y los recursos de
una red: este lenguaje
es el protocolo de
comunicación. El protocolo se encuentra en el nivel superior o última capa del
modelo OSI, pues corresponde al
estadio más lógico
(software) de todos los definidos en este modelo.
Existen varios tipos
de protocolos. Normalmente tienen que ver con el tipo de sistema operativo que
se esté utilizando en la
red. El sistema
operativo suele incluir uno o varios tipos de protocolos que usuario o el
administrador de una red pueden
utilizar para
conseguir que la red funcione adecuadamente. Por ejemplo, Microsoft creó un
protocolo sencillo para manejar
redes de Windows
llamada NetBEUI, mientras que para redes Novell se utilizó y se sigue
utilizando el protocolo IPX/SPX. Pera
con la aparición y el
uso extendido de Internet, el protocolo que se ha impuesto sobre todos los
demás es el TCP/IP.
El protocolo TCP/IP.
El protocolo TCP/IP
(transmission control protocol/Internet protocol) se ha convertido en el
protocolo preferido de
comunicaciones. La
práctica totalidad de la redes LAN lo usan y los sistemas operativos más
difundidos (Windows, Mac OS,
Novell, UNIX,
Linux...) lo incorporan como elemento fundamental de su estructura. El TCP/IP
se ha convertido en el estándar
de comunicación más
completo y aceptado. Gracias al TPC/IP, redes heterogéneas y con distintos
sistemas operativos pueden
comunicarse.
Asimismo, muchos componentes de hardware, como impresoras, routers, etc.,
incorporan en su firmware este
protocolo para poder
ser configurados dentro de la red.
Como indican sus
siglas, el protocolo TCP/IP está formado por la unión de dos protocolos: IP y
TCP. El protocolo IP trabaja a nivel
de red (nivel 3 del
modelo OSI) y su función se mueve en el ámbito y direccionamiento y los
puertos. Para poder enviar un
paquete a un nodo hay
que conocer, además de la dirección IP, el número de puerto donde recibirá la
información (hay 65.536
puertos disponibles).
Cuando el nodo destinatario recibe la información, genera un paquete de
respuesta invirtiendo los
números. El protocolo
TCP trabaja a nivel de transporte (nivel 4 del modelo OSI) y está orientado al
control del flujo y la conexión.
El transporte se
realiza mediante paquetes, denominados datagramas, que incluyen en la cabecera
la dirección IP de origen y
destino, así como el
puerto de origen y destino.
La dirección IP.
Una vez instalado el
protocolo TCP/IP, cada nodo o elemento de una red (host) debe estar
identificado mediante una dirección IP
exclusiva. El número
IP está formado por un conjunto de cuatro cifras decimales de un byte separadas
por puntos. Cada cifra
decimal consta de un
valor comprendido entre O y 255. Por ejemplo, la siguiente sería una dirección
IP: 195.235.165.34.
Cada dígito decimal
se corresponde con un valor binario, que es el que realmente se transmite. Po
ejemplo, la dirección IP
anterior quedaría en
binario de la siguiente forma:
195 235 165 34
11000011 11101011
10100101 00100010
La máscara de red.
En una red pueden
crearse distintas subredes. Para diferenciar los equipos que pertenecen a las
distintas subredes
de una LAN se
utilizan las máscaras de subred, que también se componen de 32 bits separados
en cuatro octetos
La dirección IP de
una máquina se compone de dos partes cuya longitud puede variar: bits de red,
que definen la
red a la que
pertenece el equipo, y bits de host, que son los que distinguen a un equipo de
otro dentro de la red.
Los bits de red
siempre están a la izquierda, y los de host, a la derecha. Por ejemplo; la
dirección 195.10.20.4 con
máscara 255.255.255.0
indica que hacemos referencia a un nodo que está en la red 195.10.20 y que es
el nodo 4.
Sin embargo, la misma
dirección 195.10.20.4, pero con máscara 255.255.0.0, hace referencia al nodo 4
de la
subred 20, que a su
vez está en la red 195.10.
Tecnología de la Información y la Comunicación
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Clases de direcciones
IP.
La comunidad de
Internet ha definido clases de direcciones IP para dar cabida a redes de
distintos tamaños. Hay
tres clases de
direcciones IP que una organización puede recibir de parte de la Internet
Corporation for Assigned
Names and Numbers
(ICANN): clase A, clase B y clase C. En la actualidad, la ICANN reserva las
direcciones de clase A
para los servidores
de Internet (hosts de Internet) y las direcciones de clase B para las medianas
o grandes empresas
que poseen
ordenadores por todo el mundo. Las direcciones de clase C se reservan para las
redes LAN o intranets. Cada
clase de red permite
una cantidad fija de equipos (hosts) y se distingue por el primer conjunto de
dígitos de su
dirección.
En la mayoría de las
redes LAN que se instalan en la actualidad se usa un identificador de red
típico que no
produce conflictos
con Internet: 192.168.1.x o bien 192.168.0.x. Cada equipo tendrá un
identificador de host
entre 1 y 255 en el
lugar donde aparece la x.
Enrutamiento o puerta
de enlace.
Para que un ordenador
se pueda comunicar con otro, ambos deben pertenecer a la misma red. Cuando dos
hosts no
se encuentran en la
misma red, se utilizan unas tablas de enrutamiento para decidir a qué nodo se
transmite la
información. En este
caso, el nodo al que se envía esta información actúa como pasarela (gateway) y
él se encarga
a su vez de
transmitir esa información a la red de destino.
Como puedes
comprobar, lo normal es que una LAN tenga direcciones de clase C, pero ¿cómo
pueden confluir las
distintas LAN en
Internet, donde los hosts suelen tener direcciones de clase A, también llamadas
IP públicas?
Cada vez que una LAN
"sale" a Internet, el proveedor de Internet (ISP) asigna a esa LAN
una dirección IP dentro de su
propia red. Esta
dirección es una IP de clase A que puede obtenerse de forma dinámica (puede cambiar
en cada
conexión) o fija
(siempre será otorgada la misma IP). Al ser una dirección pública, la red LAN
actúa como cualquier
otro host en Internet
y puede obtener los recursos necesarios de ella (WEB, FTP, POP3, etc.). El
dispositivo que
obtiene la dirección
pública es el router o un PC que hace de pasarela (gateway).
El router o la
pasarela tienen dos direcciones IP. Una es para comunicarse con el resto de los
nodos de le red LAN
(dirección de puerta
de enlace) y la otra es la dirección IP obtenida del ISP. En la configuración
de estas máquinas se
las suele llamar IP
LAN e IP WAN.
Para hacer coincidir
una dirección IP pública (enrutable en Internet) con una dirección IP de red
privada interna, el
router o la pasarela,
según sea el caso, usan un sistema de traducción de direcciones, denominado
NAT, que realiza
una modificación de
la dirección en el paquete IP.
El NAT puede hacer
coincidir una dirección IP privada (por ejemplo, 192.168.1.1) con una dirección
IP pública (por
ejemplo, 80.37.56.178)
si se aplica el método NAT estático. También se puede compartí-una dirección IP
enrutable
(o una cantidad
reducida de direcciones IP enrutables) entre varias máquinas con direcciones
privadas. A esta
última modalidad la
llamamos NAT dinámico (traducción de direcciones de puerto). Tecnología de la
Información y la Comunicación
13
Los routers tienen
integradas las funciones NAT de traducción de IP en su propio software interne
que está
almacenado en una
memoria de tipo Flash que no se borra aunque se desenchufe. Cuando se utiliza
un PC como
pasarela, es
necesario configurar dentro de él un software que realice el trabajo de NAT. A
este software se lo suele
denominar servidor
proxy. La elección de un ordenador proxy en lugar de un router también obedece
a otras
razones: filtrado de
webs y contenidos, ahorro de tráfico en peticiones ya realizadas, etc.
El router posibilita compartir una IP pública entre varias máquinas que
poseen una IP privada:
El servicio de
resolución de nombres (DNS).
Resulta demasiado
complicado conocer los distintos números IP de los servidores de Internet. El
DNS (domain
name system) es un
sistema parecido a la guía de teléfonos. En lugar de recordar direcciones IP
complicadas, es
mucho más sencillo
conectar con un host mediante su nombre DNS.
Este sistema tiene su
aplicación más inmediata en Internet. Por ejemplo, podemos referirnos de la
misma forma a la
dirección 147.96.1
.15 que a la dirección www.ucm.es. Pero también es necesario resolver los
nombres DNS en redes
más pequeñas, como
las LAN, especialmente si los equipos de estas están integrados en un dominio.
INTERNET
ROUTER
SWITCH
NAT
IP WAN: 80.37.56.178
IP LAN: 192.168.1.1.
IP: 192.168.1.1.
IP 192.168.1.35 IP
192.168.1.36 IP 192.168.1.37 IP 192.168.1.38 Tecnología de la Información y la
Comunicación
14
El servicio de DNS lo
ofrece un servidor DNS. Normalmente, el proveedor de Internet debe ser al mismo
tiempo
el servidor DNS y
tiene que interpretar los nombres que escribimos (como las páginas web)
traduciéndolos a
direcciones IP. En
las redes cliente-servidor, el servidor hace las funciones de resolución DNS
para las direcciones
internas y encamina
hacia el servidor del ISP para resolver las externas.
El servicio DHCP.
El DHCP (dynamic host
configuraron protocol, protocolo de configuración de host dinámico) es un
protocolo de
red que permite a los
nodos de una red obtener sus parámetros de configuración
IP automáticamente.
Se trata de
un protocolo típico
de redes cliente-servidor en el que, generalmente, el servidor posee una lista
de direcciones IP
dinámicas y las va
asignando a los clientes conforme éstos se van conectando. En las redes punto a
punto que se
conectan a Internet,
el servidor DHCP suele estar integrado en el router.
El TCP/IP y la red
telefónica.
El TCP/IP no está
preparado para trabajar con líneas telefónicas. Para poder establecer conexión
TCP/IP con estas
líneas hay que
utilizar un protocolo que enmascara los datagramas del TCP. Esta técnica se
llama encapsulamiento
y el protocolo más utilizado es el PPP.
7.2 Componentes de la
interfaz del usuario
Las interfaces son elementos físicos (hardware) o
lógicos (software) que se encuentran entre el usuario y los equipos de computo.
Pueden estar entre los mismos equipos (conocidas como interfaces físicas), como
ejemplo de estas interfaces son los cables, dispositivos como módems,
concentradores, multiplexores, impresoras y los dispositivos de bloques, como
los discos, cintas magnéticas y otros que también tienen una interfaz a nivel
bloque, esto es que cada bloque tiene una dirección, a diferencia de los de caracteres,
como los teclados a las cuales se les denomina interfaces directas con
dispositivos. Estas interfaces difieren de la interfaz de bloques, ya que se
evita el uso de la memoria cache. Las interfaces lógicas están integradas por
los sistemas operativos, utilerías, lenguajes, protocolos, etc.
INTERFAZ.- Se llama interfaz a
la parte del software del ordenador que tiene por misión la comunicación con el
usuario, así como también se llama interfaz a los dispositivos de hardware que
se encargan de interconectar a diferentes dispositivos entre sí. Es una
conexión e interacción entre el hardware y el software, entre el hardware y el
usuario ó bien entre el software y el usuario. Las interfaces son las que
permiten las gestiones de entrada - salida y son todos los dispositivos
periféricos.
 |
 |
|
SLOT INTERFAZ RS-232 DE 25 PINES ---------
|
--------- TECLADO (INTERFAZ EXCLUSIVA DE ENTRADA)
|
Además existe una interfaz entre el procesador
(CPU) y los dispositivos periféricos, que pueden ser los registros,
controladores y canales. La velocidad y complejidad de los periféricos
determinan como deben ser conectados al procesador. A continuación explicaremos
cada uno de ellos.
REGISTROS.- Los dispositivos se
pueden conectar al procesador, por medio de los registros que contienen dichos
dispositivos. Estos pueden ser accedidos directamente en una zona determinada
de la memoria, o indirectamente por medio, de instrucciones hardware que
devuelven el estado del mismo.
Estos registros tienen cuatro misiones:
- Transferir
el estado del dispositivo (status).
- Transferir
instrucciones al dispositivo.
- Transferir
datos desde el dispositivo.
- Transferir
datos al dispositivo.
Por otro lado, el procesador solo puede dar
comienzo a las operaciones de E/S, sin poder controlar su terminación, sin
embargo, si deseamos ver cuando se ha completado una operación, se pueden
emplear dos métodos:
Pooling.- Consiste en
leer constantemente el registro de status del dispositivo. Tiene el
inconveniente de que el procesador, ocupe un tiempo no deseado.
Interrupciones.- El procesador continúa con otros trabajos y solo cuando el dispositivo concluye la operación, llama la atención del procesador, interrumpiéndole para que trate dicha situación y realice las acciones que considere necesarias es decir, sirva a la interrupción.
Interrupciones.- El procesador continúa con otros trabajos y solo cuando el dispositivo concluye la operación, llama la atención del procesador, interrumpiéndole para que trate dicha situación y realice las acciones que considere necesarias es decir, sirva a la interrupción.
CONTROLADORES.- Los dispositivos
complejos (discos) no se conectan directamente al procesador, sino que lo hacen
a través de un controlador (también llamado unidad de control), que contiene el
estado del dispositivo (status), controla el mismo y checa los datos
transferidos. El controlador acepta las ordenes del procesador y se comunica
con él a través de registros como si se tratará de un dispositivo o varios
dispositivos del mismo tipo.
1-QUE ES UNA RED INFORMÁTICA.
Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos
conectados entre sí con el propósito de
compartir información y recursos.
Los recursos que se pueden compartir en una red son
discos duros, impresoras, etc., pero, además, en una red
podemos compartir la información de los programas y los
datos que manejan los distintos usuarios.
A principios de los años 1970 se crearon ordenadores de
tiempo compartido que consistían en un mismo
ordenador con varias terminales a través de las cuales los
usuarios podían acceder a una información de manera
simultánea.
Posteriormente surgió la necesidad de conectar
ordenadores independientes y estandarizar los distintos modelos
de conexión.
Los componentes y su funcionamiento.
En cualquier red o sistema de comunicación podemos
encontrar los siguientes elementos de funcionamiento:
El emisor, que genera una señal (petición u origen de la
comunicación).
El codificador de esta señal, que prepara la comunicación
para que pueda viajar por la línea.
La línea o medio de comunicación por donde viaja la
información.
El decodificador de la señal, que recoge la señal y la
vuelve a traducir para que el receptor la procese.
El receptor o elemento destinatario de la señal.
En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen
el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La
línea o canal por donde circula la comunicación es el
medio físico por el que viajan los datos, ya sean cables o
medios no guiados.
Los componentes de la red deben poseer interfaces que
sean capaces de conectar los distintos dispositivos y
elementos de la red y que preparen la señal para que
viaje por el medio establecido: por ejemplo las tarjetas de
red de los ordenadores o los módems.
Para que el emisor y receptor puedan comunicarse
necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se
le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes
informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red
internet.
2-CLASIFICACIÓN DE REDES.
Podemos clasificar las redes según distintos criterios:
Por extensión.
Redes de área
local (LAN, local area network).Su extensión abarca como máximo un edificio.
Son las más
frecuentes y puedes observarlas en la mayoría de las
oficinas y en instalaciones de todo tipo.
interfaz interfaz Tecnología de la Información y la
Comunicación
2
Redes de área
metropolitana (MAN, metropolitana area network). Se extienden por toda la ciudad,
incluyendo distintos edificios no adyacentes.
Redes de área
extensa (WAN, wide area network). Son las redes de gran alcance que conectan
equipos
que se encuentran en distintas ciudades y países o que
conectan las distintas redes LAN.
También podemos hablar de redes PAN (personal area
network) y redes WLAN (wireless LAN).
Por propiedad.
Según su nivel de acceso o privacidad, las redes pueden
ser:
Redes públicas.
Son aquellas redes cuyo acceso es público y global. Un ejemplo claro de red
pública y de
ámbito mundial es internet.
Redes privadas.
Son redes restringidas al propietario o a los usuarios que las utilizan (son
redes LAN en su
mayoría). Cuando este tipo de redes utilizan herramientas
típicas de la red pública se denominan intranets.
Redes privadas
virtuales (VPN). Son un tipo de redes resultante de la interconexión de varias
redes
privadas entre sí, aprovechando la infraestructura de una
red global. Se usan generalmente para conectar
las sedes de una organización. El concepto de extranet se
entiende como varias intranet conectadas entre
sí, utilizando como infraestructura la red de internet.
Por método de conexión.
Por medios guiados
(cables). En ellas, la información viaja en forma de ondas encapsuladas dentro
de un
cable. Dicho cable puede ser de par trenzado (el más
utilizado en redes LAN), coaxial o de fibra óptica.
Inalámbricas. La
transmisión se realiza mediante antenas y la información viaja en forma de
ondas
electromagnéticas. Las tecnologías utilizadas son: radiofrecuencia
(redes Wi-Fi y Bluetooth), microondas,
por satélite y por infrarrojos.
Por relación funcional.
Redes
cliente-servidor. Un servidor es el ordenador central o más importante de una
red. Es el encargado
de gestionar la información centralizada o corporativa
(normalmente es el que la almacena), así como de
aplicar las normas de acceso a ella. También cumple la
función de gestionar la configuración propia de la
red y del acceso a sus recursos y dispositivos.
El resto de ordenadores de la red se denominan clientes o
terminales y son los puestos desde los cuales los
usuarios se comunican con el ordenador central. Los
ordenadores clientes pueden ser terminales puros
(solo tienen monitor y un teclado/ratón) o, más
frecuentemente, ordenadores personales (PC) autónomos
que pueden trabajar de forma independiente y conectarse a
los recursos del servidor cuando sea
necesario.
Redes punto a
punto. También se denominan redes peer to peer o redes entre iguales. En este
tipo de
redes, todos los nodos o estaciones de trabajo se
comportan simultáneamente como clientes y como
servidores. En general, las redes entre iguales suelen
ser modelos válidos en redes pequeñas y simples, con
pocos recursos y pocos usuarios (menos de diez).
Por topología.
La topología es la forma en que podemos conectar las
distintas estaciones de trabajo y los diferentes medios de
transmisión.
Topología en bus.
Las redes en bus comparten un mismo canal de transmisión, llamado bus. Consiste
en
un único cable (de tipo coaxial) que une secuencialmente
todos los equipos de la red. Los extremos del bus
se cierran con un terminador. Los conectores del cable a
los ordenadores se llaman BNC.
Topología en anillo. Es una red cerrada en la que los
equipos se sitúan de una forma similar a la del bus,
pero en este caso formando un anillo completamente
cerrado, con lo que el cable no tiene terminadores.
La información circula en un sentido por este anillo y
cada ordenador analiza si él es el destinatario de la
información; si no es así, la deja pasar hasta el
siguiente equipo, y así sucesivamente hasta llegar al
destinatario.
Topología en
estrella. En este tipo de redes todos los ordenadores están conectados a un
dispositivo
específico que se encarga de transmitir la información.
Este dispositivo suele ser un concentrador (hub) o
más frecuentemente, un conmutador (switch).
3-EL MODELO OSI.
La Organización para la Normalización Internacional (ISO)
empezó a desarrollar a finales de la década de los
setenta un modelo conceptual para la conexión en red al
que bautizó con el nombre de modelo OSI (open systems
interconnection reference model). Este modelo pasó a ser
estándar internacional para las comunicaciones en red
en el año 1984.
El modelo OSI divide en siete capas el proceso de
transmisión de la información entre equipos informáticos, e molo
que cada capa se encarga de ejecutar una determinada
parte del proceso global. Las dos únicas capas del modelo
con las que, de hecho, interactúa el usuario son la
primera capa, la capa física (por ejemplo los cables) y la última
capa de aplicación (por ejemplo un programa que utilizas
para enviar un correo).
4-LAS ESPECIFICACIONES IEEE 802.
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE
(Institute of Electrical and Electronics Engineers) define y
ordena las distintas formas de conectar los ordenadores
entre sí dependiendo del medio físico que se utilice para
interconectar los distintos elementos de una red a partir
de de las redes que los distintos fabricantes (Xerox, Intel,
Digital) han inventado.
En 1980 el organismo IEEE concretó una parte del modelo
OSI desarrollando los niveles 1 y 2 que son los más
físicos y distintos estándares en función del medio de transmisión,
la topología y la forma en que se envían los
datos por ese medio.
Especificaciones IEEE:
IEEE 802.3.
Normaliza y define para las redes LAN el tipo de cable utilizado, la distancia
que puede haber
entre los ordenadores, la velocidad de transmisión y su
topología. Se denomina Ethernet.
IEEE 802.5. Token
ring (utilizado en redes IBM).
IEEE 802.6. Redes
de área metropolitana (MAN).
IEEE 802.11. Red
local inalámbrica (Wifi).
IEEE 802.15. Red
de área personal inalámbrica (Bluetooth).
IEEE 802.16.
Acceso inalámbrico de banda ancha (WiMAX).
5-MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIDADOS.
Las redes que utilizan cable están catalogadas en
distintas adaptaciones. Las adaptaciones se nombran mediante
un número que representa su velocidad de transmisión en
megabits por segundo (Mbps), seguido de la palabra
BASE, al final del nombre puede haber un número que
representa la longitud máxima del cable por segmento
multiplicada por 100, o una letra que especifica el tipo
de cable utilizado. La siguiente tabla contiene las
adaptaciones Ethernet
más populares:
El cable coaxial.
Las redes LAN con topología bus utilizan el cable
coaxial, el cual es más resistente a las interferencias y a la
atenuación de la señal que otros medios, aunque las redes
de coaxial tienen las desventajas de las redes bus: un
corte de conexión provoca que toda la red deje de
funcionar. La velocidad de transmisión de datos es más lenta
que en el par trenzado o en la fibra óptica, de ahí que
el uso del coaxial para redes informáticas esté en desuso o
prácticamente desaparecido.
El cable coaxial posee un núcleo sólido de cobre (medio
de transporte de la información) rodeado de un aislante.
Sobre éste se presenta una malla trenzada que actúa como
apantallamiento protegiendo los datos que se
transmiten, todo ello recubierto con una capa aislante de
plástico.
El cable coaxial es el utilizado en las redes Ethernet 10
BASE 5 y Ethernet 10 BASE 2 (especificaciones antiguas de
la IEEE 802.39)
Los ordenadores se conectan al cable coaxial a través de
conectores BNC y con conectores T.
El cable de par trenzado(UTP Y STP).
El cable UTP (unshíelded twisted pair, par trenzado no
apantallado) está formado por hilos de cobre o de aluminio
entrelazados entre sí por parejas con objeto de mantener
estables las propiedades eléctricas y evitar interferencias
con los pares de hilos cercanos.
Según el número de pares de hilos utilizados y la longitud
de cada trenzado, se obtienen diferentes velocidades de
transmisión, lo que la industria ha denominado categorías
(CAT). Por ejemplo, las categorías CAT1 y CAT2 son válidas
para telefonía (voz) por su utilización de un par o dos
pares de hilos, respectivamente. En este caso, los conectores que
se utilizan son los RJ11 (conectores telefónicos).
Los cables más utilizados actualmente para las redes
informáticas son de cuatro pares de hilos (CAT5 y CAT6) y el
conector que se utiliza es el RJ45. La categoría 5 está
presente principalmente en las redes Ethernet 100 BASE T (T =
twisted pair), también denominadas Fast-Ethernet, con
velocidades de 100 Mbps. El cable de categoría 6 se
utiliza normalmente para redes Ethernet 1000 BASE T, es
decir, con una velocidad de 1 Gbps. Tecnología de la Información y la
Comunicación
6
En las instalaciones de cable estructurado (véase el
siguiente apartado), los distintos segmentos a cable UTP se
distribuyen desde el hub o switch hasta las cajas de
conexiones (rosetas). A estas rosetas se conectan los PC con un
cable de categoría 5 o 6 denominado latiguillo.
El cable STP (shielded twisted pair, par trenzado
apantallado) es una variante del UTP todavía m segura en la
transmisión.
Las instalaciones de cableado estructurado.
El cableado estructurado es la forma en que se organizan o
estructuran los cables que sirven de soporte para las
comunicaciones (voz y datos) de una red de área local,
teniendo presentes las necesidades del momento y las
posibles ampliaciones.
Las instalaciones de un edificio, por ejemplo, se deben
realizar siguiendo unas normativas que estan
estandarizadas y que corresponden a unos valores que la
industria especifica mediante determinadas regulaciones
(ANSÍ, ITU, EIA/TIA...).
En la mayoría de los casos, el cableado estructurado se basa
en la utilización de par trenzado en hilo de cobre o de
fibra óptica. Una instalación de cableado estructurado de
voz y datos presenta las siguientes ventajas:
• Tiene un coste bastante económico (especialmente, el hilo
de cobre).
• Permite ampliar la red con facilidad.
• Es fácilmente manipulable y fiable.
• Es flexible si se realizan cambios de ubicación de
ordenadores o teléfonos.
La topología de la
red es del tipo estrella, en la que todos los elementos se interconectan a un
único punto o nudo
mediante un hub o switch.
Esquema de
instalación de cableado estructurado:
La fibra óptica.
La fibra óptica es un medio de transmisión cada vez más
empleado en las redes de datos y telecomunicaciones. Un
cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras
ópticas, cada una de las cuales es un hilo muy fino de
material transparente (vidrio o material plástico) por el
que se envían pulsos de luz que representan los datos a
transmitir. La fuente de luz puede ser láser o un LED.
Las características principales de la fibra óptica son las
siguientes:
• Su ancho de banda es muy grande: con velocidades de 10
Gbps por cada fibra, se pueden
llegar a obtener velocidades de transmisión totales de 10
Tbps.
• Es inmune totalmente a las interferencias
electromagnéticas.
• Es segura. Al permanecer el haz de luz confinado en el
núcleo, no es posible acceder a los datos
trasmitidos por métodos no destructivos. Además, se puede
instalar en lugares donde pueda
haber sustancias peligrosas o inflamables, ya que no
transmite electricidad.
• Tiene un coste elevado. Necesita usar transmisores y
receptores más caros que otros cables.
• Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, lo
que dificulta las reparaciones en caso de
ruptura del cable.
• Los cables de fibra óptica son una alternativa a los
coaxiales en la industria de la electrónica
y las telecomunicaciones porque pueden soportar una mayor
capacidad de transmisión en
mucho menos espacio y
con más distancia entre repetidores.
6-MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS.
Las redes de área local inalámbrica o WLAN proporcionan un
sistema de comunicación muy flexible al eliminar por
completo la utilización de cables. Esto ha hecho que en los
últimos años hayan tenido una gran aceptación. Aun
así, las WLAN no intentan sustituir por completo a las LAN
que utilizan cable, sino que sirven como complemento
de éstas, debido principalmente a que su velocidad de
transmisión es menor que el de las que utilizan cable.
La tecnología Wi-Fi.
Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales
que utiliza ondas de radio. Está definido en la
especificación IEEE 802.11.
Los estándares IEEE 802.11 b e IEEE 802.11 g son los más
populares, porque operan en una banda de frecuencia de
2,4 GHz (están disponibles casi universalmente), con una
velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps,
respectivamente. Existen varios dispositivos que permiten
interconectar elementos Wi-Fi:
• Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea
ofrecida por el operador de telefonía y efectúan el
reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi
que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que
el router que suministra el proveedor de Internet en los
hogares y en las empresas tenga integrada la tecnología
Wi-Fi.
• Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es
decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del
router no tiene suficiente radio. También se emplean en
instalaciones donde el router no posee esta tecnología
y se desea disponer de ella.
Los dispositivos de recepción pueden ser de tres tipos:
tarjetas de red PCI, tarjetas PCMCIA y tarjetas USB. Las
tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan a los ordenadores de
sobremesa, aunque hoy en día están perdiendo terreno en
favor de las tarjetas USB, que se pueden instalar fácilmente
sir necesidad de abrir el ordenador. Las tarjetas PCMCIA Tecnología de la
Información y la Comunicación
8
son un modelo que se utilizó mucho en los primeros
ordenadores portátiles, aunque están cayendo en desuso, debido
a la integración de tarjetas inalámbricas internas en estos
ordenadores.
La tecnología Bluetooth.
Bluetooth es el nombre común de la especificación IEEE
802.15.1, que define un estándar global de comunicación
inalámbrica mediante un enlace de radiofrecuencia. El canal
máximo de comunicación es de 720 Kbps, con rango
óptimo de 10 metros (es bastante más lento que las Wi-Fi).
Los dispositivos que normalmente utilizan esta
tecnología se engloban en el sector de la informática
personal (véanse las redes PAN), como PDA, teléfonos
móviles, ordenadores portátiles, etc.
La tecnología de Infrarrojos.
La tecnología IrDA (Infrared Data Association) utiliza una
técnica de transmisión basada en los rayos luminosos
que se mueven en el espectro infrarrojo. Soporta una amplia
gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de
comunicaciones. La velocidad oscila entre los 9.600 bps y
los 4 Mbps con una distancia máxima de un metro y con
un cono de ángulo estrecho de 30°.
La tecnología microondas.
Este novedoso sistema inalámbrico logra increíbles
velocidades de transmisión y recepción de datos, del orden de
los 2.048 kbps. La información viaja a través del aire, de
forma similar a la tecnología de la radio, mediante ondas
electromagnéticas de alta frecuencia (microondas), que
operar en las bandas de 3,5 y 28 GHz.
7-ELEMENTOS TÍPICOS DE UNA RED LAN.
Concentrador (Hub).
Un concentrador o hub es el dispositivo que centraliza el
cableado de una red en estrella y constituye, así, el nodo
central de ésta. El hub recibe la señal de una estación de
trabajo o segmento de la red que la quiere transmitir y la
emite por sus diferentes puertos. El uso del hub está en
desuso, puesto que su mecanismo de transmisión de la
señal se basa en difundir los paquetes de datos por todos
los puertos a la vez, estén o no ocupados por un cable o por
un PC encendido en ese momento. Por ejemplo, un hub de ocho
puertos transmite la señal a los ocho puertos a la
vez. El ordenador destinatario recibe la información y el
resto la omiten.
Conmutador (switch).
Un conmutador o switch hace la misma función que un hub,
pero de manera más eficiente, pues es capaz de
reconocer qué puertos en ese momento tienen actividad (están
conectados a una estación de trabajo, una
impresora, etc.) y transmitir la señal sólo a éstos, e
incluso aprende a qué PC de destino va dirigida, lo que redunda
en mayor rapidez. La evolución de las redes Ethernet ha
hecho que los switchs se impongan definitivamente sobre
los hubs.
Repetidor.
LA señal de transmisión se atenúa, o incluso se pierde,
cuanto mayor es la distancia a la que se desea transmitir.
Un repetidor es un dispositivo hardware encargado de
amplificar o regenerar la señal de transmisión. Opera
solamente de forma física para permitir que los bits viajen
a mayor distancia a través de los medios. Normalmente,
la utilización de repetidores está limitada por la distancia
máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los
segmentos de red conectados.
Bridge.
Al igual que un repetidor, un bridge o puente puede unir
segmentos o grupos de trabajo LAN. Sin embargo, un
bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico
o los problemas. Por ejemplo, si el volumen del tráfico
de uno o varios equipos, o de un departamento, está
sobrecargando y ralentiza todas las operaciones, el bridge
puede aislar esos equipos o ese departamento.
Modem. Tecnología de la Información y la Comunicación
Hoy en día, las redes
locales y globales de TCP/IP han dejado obsoleta la conexión directa por
módem, en beneficio de los bridges y los routers. No
obstante, los módemes se han adaptado a
las nuevas
tecnologías de transmisión.
Router (enrutador).
Un router o enrutador es un dispositivo hardware o software
de interconexión de redes de computadoras.
Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque éstas
tengan distintas tecnologías c especificaciones,
siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña las
siguientes funciones:
• Adapta la estructura de información de una red a otra.
• Pasa información de un soporte físico a otro (distintas
velocidades y soportes físicos).
• Encamina la información por la ruta óptima. Decide la
dirección de la red hacia la que va destinado
el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, ésta
es la dirección IP).
• Reagrupa la información que viene por rutas distintas.
Generalmente, el router es el dispositivo que conecta una
red LAN a Internet o una LAN a otras LAN. La
interconexión de distintas redes LAN mediante routers
conforman redes de ámbito superior (MAN yWAN).
Hoy en día es habitual que los routers incorporen tecnología
Wi-F¡ para conectar dispositivos portátiles. También es
habitual que tengan más de un puerto de conexión (cuatro
puertos RJ45), lo que los convierte también en
pequeños switchs.
Esquema típico de
interconexión de los elementos de una red LAN.
8-TIPOS DE CONEXIÓN A
INTERNET.
Conexión por línea
analógica (RTB).
La conexión al
proveedor de Internet se efectúa mediante una llamada telefónica a la red RTB
(red de telefonía
básica). Es necesario
disponer de un módem analógico, que puede ser interno o externo. Tiene
limitaciones en
cuanto a velocidad
(máximo: 56 Kbps) y utilización de la línea (no se puede disponer de voz y
datos
simultáneamente). La
otra gran limitación es que, aunque existe la posibilidad de compartir su
acceso a través de
un ordenador, no es
la forma más adecuada para conectar los ordenadores de una red.
Conexión por línea
RDSI.
Esta conexión es muy
similar en su configuración a la analógica (en su modalidad de módem). La
diferencia es que
aprovecha la red
digital de servicios integrados (RDSI), que puede funcionar con una velocidad
máxima de 128 Kbps,
aunque si se quieren
simultáneamente voz y datos la velocidad es de 64 Kbps. En este tipo de
conexión podemos
utilizar tanto un
módem RDSI como un router RDSI. Los primeros routers que se instalaron en
España para que una
LAN se conectara a
Internet eran RDSI.
Conexión por línea
ADSL.
El ADSL (asymmetric
digital subscriber line, línea de abonado digital asimétrica) es una tecnología
que, basada en
el par de cobre de la
línea telefónica normal (RTB), la convierte en una línea de alta velocidad
(banda ancha).
Permite transmitir
simultáneamente voz y datos a través de la misma línea telefónica.
Dispone de dos
canales de datos asimétricos, es decir, que no tienen la misma velocidad de
transmisión de datos: la
velocidad en el canal
de recepción de datos es mayor que en el canal de envío de datos. Esta
asimetría permite
alcanzar mayores
velocidades en el sentido ISP, hacia el usuario (velocidad de bajada), lo cual
se adapta
perfectamente a los
servicios de acceso a información, en los que, normalmente, el volumen de
información
recibido es mucho
mayor que el enviado. El ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en la bajada
y de hasta 1
Mbps en la subida.
Conexión por cable de
fibra óptica.
Los usuarios de este
tipo de conexión, además de la conexión a Internet, tienen la posibilidad de
recibir servicios
como televisión de
pago, vídeo bajo demanda, telefonía, etc. Mediante esta conexión se pueden
alcanzar
velocidades teóricas
de hasta 30 Mbps. Es una forma de conexión a la Red que utiliza la señal de
televisión a través
de cableado de fibra
óptica. Este servicio toma uno de los canales de la señal de televisión y lo
utiliza para acceder a
la Red. La ventaja
del uso de la línea de televisión es que el ancho de banda es mucho mayor. Se
trata de una
tecnología totalmente
distinta, en la que, en lugar de establecerse una conexión directa (o punto a
punto) con el
proveedor de acceso,
se utilizan conexiones multipunto, en las cuales muchos usuarios comparten el
mismo cable.
Conexiones móviles
(GSM, 3G y UMTS).
Casi todas las
compañías de telefonía móvil están ofreciendo servicio de conexión a Internet
vía 3G y/o GPRS. La
ventaja de este
sistema de conexión es la movilidad, lo que lo hace muy interesante para los
portátiles. Sólo se
necesita un módem
3G/GPRS y cobertura de señal. La conexión 3G es bastante rápida (supera con
facilidad los 3,6
Mbps en recepción),
pero debido a su método de funcionamiento presenta el inconveniente de que no
es
frecuente mantener
estas velocidades. Los repetidores de telefonía móvil tienen un ancho de banda
determinado,
y éste se tiene que
compartir con la telefonía móvil.
Tecnología de la Información y la Comunicación
11
9-PROTOCOLOS DE
COMUNICACIÓN. EI TCP/IP.
El protocolo de una
red es el software necesario para que dos equipos de una red puedan comunicarse
entre sí. Como ya sabes,
los ordenadores deben
hablar el mismo lenguaje para poder compartir la información y los recursos de
una red: este lenguaje
es el protocolo de
comunicación. El protocolo se encuentra en el nivel superior o última capa del
modelo OSI, pues corresponde al
estadio más lógico
(software) de todos los definidos en este modelo.
Existen varios tipos
de protocolos. Normalmente tienen que ver con el tipo de sistema operativo que
se esté utilizando en la
red. El sistema
operativo suele incluir uno o varios tipos de protocolos que usuario o el
administrador de una red pueden
utilizar para
conseguir que la red funcione adecuadamente. Por ejemplo, Microsoft creó un
protocolo sencillo para manejar
redes de Windows
llamada NetBEUI, mientras que para redes Novell se utilizó y se sigue
utilizando el protocolo IPX/SPX. Pera
con la aparición y el
uso extendido de Internet, el protocolo que se ha impuesto sobre todos los
demás es el TCP/IP.
El protocolo TCP/IP.
El protocolo TCP/IP
(transmission control protocol/Internet protocol) se ha convertido en el
protocolo preferido de
comunicaciones. La
práctica totalidad de la redes LAN lo usan y los sistemas operativos más
difundidos (Windows, Mac OS,
Novell, UNIX,
Linux...) lo incorporan como elemento fundamental de su estructura. El TCP/IP
se ha convertido en el estándar
de comunicación más
completo y aceptado. Gracias al TPC/IP, redes heterogéneas y con distintos
sistemas operativos pueden
comunicarse.
Asimismo, muchos componentes de hardware, como impresoras, routers, etc.,
incorporan en su firmware este
protocolo para poder
ser configurados dentro de la red.
Como indican sus
siglas, el protocolo TCP/IP está formado por la unión de dos protocolos: IP y
TCP. El protocolo IP trabaja a nivel
de red (nivel 3 del
modelo OSI) y su función se mueve en el ámbito y direccionamiento y los
puertos. Para poder enviar un
paquete a un nodo hay
que conocer, además de la dirección IP, el número de puerto donde recibirá la
información (hay 65.536
puertos disponibles).
Cuando el nodo destinatario recibe la información, genera un paquete de
respuesta invirtiendo los
números. El protocolo
TCP trabaja a nivel de transporte (nivel 4 del modelo OSI) y está orientado al
control del flujo y la conexión.
El transporte se
realiza mediante paquetes, denominados datagramas, que incluyen en la cabecera
la dirección IP de origen y
destino, así como el
puerto de origen y destino.
La dirección IP.
Una vez instalado el
protocolo TCP/IP, cada nodo o elemento de una red (host) debe estar
identificado mediante una dirección IP
exclusiva. El número
IP está formado por un conjunto de cuatro cifras decimales de un byte separadas
por puntos. Cada cifra
decimal consta de un
valor comprendido entre O y 255. Por ejemplo, la siguiente sería una dirección
IP: 195.235.165.34.
Cada dígito decimal
se corresponde con un valor binario, que es el que realmente se transmite. Po
ejemplo, la dirección IP
anterior quedaría en
binario de la siguiente forma:
195 235 165 34
11000011 11101011
10100101 00100010
La máscara de red.
En una red pueden
crearse distintas subredes. Para diferenciar los equipos que pertenecen a las
distintas subredes
de una LAN se
utilizan las máscaras de subred, que también se componen de 32 bits separados
en cuatro octetos
La dirección IP de
una máquina se compone de dos partes cuya longitud puede variar: bits de red,
que definen la
red a la que
pertenece el equipo, y bits de host, que son los que distinguen a un equipo de
otro dentro de la red.
Los bits de red
siempre están a la izquierda, y los de host, a la derecha. Por ejemplo; la
dirección 195.10.20.4 con
máscara 255.255.255.0
indica que hacemos referencia a un nodo que está en la red 195.10.20 y que es
el nodo 4.
Sin embargo, la misma
dirección 195.10.20.4, pero con máscara 255.255.0.0, hace referencia al nodo 4
de la
subred 20, que a su
vez está en la red 195.10.
Tecnología de la Información y la Comunicación
12
Clases de direcciones
IP.
La comunidad de
Internet ha definido clases de direcciones IP para dar cabida a redes de
distintos tamaños. Hay
tres clases de
direcciones IP que una organización puede recibir de parte de la Internet
Corporation for Assigned
Names and Numbers
(ICANN): clase A, clase B y clase C. En la actualidad, la ICANN reserva las
direcciones de clase A
para los servidores
de Internet (hosts de Internet) y las direcciones de clase B para las medianas
o grandes empresas
que poseen
ordenadores por todo el mundo. Las direcciones de clase C se reservan para las
redes LAN o intranets. Cada
clase de red permite
una cantidad fija de equipos (hosts) y se distingue por el primer conjunto de
dígitos de su
dirección.
En la mayoría de las
redes LAN que se instalan en la actualidad se usa un identificador de red
típico que no
produce conflictos
con Internet: 192.168.1.x o bien 192.168.0.x. Cada equipo tendrá un
identificador de host
entre 1 y 255 en el
lugar donde aparece la x.
Enrutamiento o puerta
de enlace.
Para que un ordenador
se pueda comunicar con otro, ambos deben pertenecer a la misma red. Cuando dos
hosts no
se encuentran en la
misma red, se utilizan unas tablas de enrutamiento para decidir a qué nodo se
transmite la
información. En este
caso, el nodo al que se envía esta información actúa como pasarela (gateway) y
él se encarga
a su vez de
transmitir esa información a la red de destino.
Como puedes
comprobar, lo normal es que una LAN tenga direcciones de clase C, pero ¿cómo
pueden confluir las
distintas LAN en
Internet, donde los hosts suelen tener direcciones de clase A, también llamadas
IP públicas?
Cada vez que una LAN
"sale" a Internet, el proveedor de Internet (ISP) asigna a esa LAN
una dirección IP dentro de su
propia red. Esta
dirección es una IP de clase A que puede obtenerse de forma dinámica (puede cambiar
en cada
conexión) o fija
(siempre será otorgada la misma IP). Al ser una dirección pública, la red LAN
actúa como cualquier
otro host en Internet
y puede obtener los recursos necesarios de ella (WEB, FTP, POP3, etc.). El
dispositivo que
obtiene la dirección
pública es el router o un PC que hace de pasarela (gateway).
El router o la
pasarela tienen dos direcciones IP. Una es para comunicarse con el resto de los
nodos de le red LAN
(dirección de puerta
de enlace) y la otra es la dirección IP obtenida del ISP. En la configuración
de estas máquinas se
las suele llamar IP
LAN e IP WAN.
Para hacer coincidir
una dirección IP pública (enrutable en Internet) con una dirección IP de red
privada interna, el
router o la pasarela,
según sea el caso, usan un sistema de traducción de direcciones, denominado
NAT, que realiza
una modificación de
la dirección en el paquete IP.
El NAT puede hacer
coincidir una dirección IP privada (por ejemplo, 192.168.1.1) con una dirección
IP pública (por
ejemplo, 80.37.56.178)
si se aplica el método NAT estático. También se puede compartí-una dirección IP
enrutable
(o una cantidad
reducida de direcciones IP enrutables) entre varias máquinas con direcciones
privadas. A esta
última modalidad la
llamamos NAT dinámico (traducción de direcciones de puerto). Tecnología de la
Información y la Comunicación
13
Los routers tienen
integradas las funciones NAT de traducción de IP en su propio software interne
que está
almacenado en una
memoria de tipo Flash que no se borra aunque se desenchufe. Cuando se utiliza
un PC como
pasarela, es
necesario configurar dentro de él un software que realice el trabajo de NAT. A
este software se lo suele
denominar servidor
proxy. La elección de un ordenador proxy en lugar de un router también obedece
a otras
razones: filtrado de
webs y contenidos, ahorro de tráfico en peticiones ya realizadas, etc.
El router posibilita compartir una IP pública entre varias máquinas que
poseen una IP privada:
El servicio de
resolución de nombres (DNS).
Resulta demasiado
complicado conocer los distintos números IP de los servidores de Internet. El
DNS (domain
name system) es un
sistema parecido a la guía de teléfonos. En lugar de recordar direcciones IP
complicadas, es
mucho más sencillo
conectar con un host mediante su nombre DNS.
Este sistema tiene su
aplicación más inmediata en Internet. Por ejemplo, podemos referirnos de la
misma forma a la
dirección 147.96.1
.15 que a la dirección www.ucm.es. Pero también es necesario resolver los
nombres DNS en redes
más pequeñas, como
las LAN, especialmente si los equipos de estas están integrados en un dominio.
INTERNET
ROUTER
SWITCH
NAT
IP WAN: 80.37.56.178
IP LAN: 192.168.1.1.
IP: 192.168.1.1.
IP 192.168.1.35 IP
192.168.1.36 IP 192.168.1.37 IP 192.168.1.38 Tecnología de la Información y la
Comunicación
14
El servicio de DNS lo
ofrece un servidor DNS. Normalmente, el proveedor de Internet debe ser al mismo
tiempo
el servidor DNS y
tiene que interpretar los nombres que escribimos (como las páginas web)
traduciéndolos a
direcciones IP. En
las redes cliente-servidor, el servidor hace las funciones de resolución DNS
para las direcciones
internas y encamina
hacia el servidor del ISP para resolver las externas.
El servicio DHCP.
El DHCP (dynamic host
configuraron protocol, protocolo de configuración de host dinámico) es un
protocolo de
red que permite a los
nodos de una red obtener sus parámetros de configuración
IP automáticamente.
Se trata de
un protocolo típico
de redes cliente-servidor en el que, generalmente, el servidor posee una lista
de direcciones IP
dinámicas y las va
asignando a los clientes conforme éstos se van conectando. En las redes punto a
punto que se
conectan a Internet,
el servidor DHCP suele estar integrado en el router.
El TCP/IP y la red
telefónica.
El TCP/IP no está
preparado para trabajar con líneas telefónicas. Para poder establecer conexión
TCP/IP con estas
líneas hay que
utilizar un protocolo que enmascara los datagramas del TCP. Esta técnica se
llama encapsulamiento
y el protocolo más utilizado es el PPP.
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