Red de computadoras
Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.
Como en todo proceso de comunicación se requiere de un emisor, un mensaje, un medio y un receptor.
La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es
compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo general de estas acciones.2 Un ejemplo es Internet,
la cual es una gran red de millones de computadoras ubicadas en
distintos puntos del planeta interconectadas básicamente para compartir
información y recursos.
La estructura y el modo de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI.
Este último, estructura cada red en siete capas con funciones concretas
pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se reducen a cuatro capas.
Existen multitud de protocolos repartidos por cada capa, los cuales
también están regidos por sus respectivos estándares.
RED ESTRELLA RED
Objetivos de las Redes
Son muchas las organizaciones
que cuentan con un número considerable de ordenadores en
operación y con frecuencia alejados unos de otros. Por
ejemplo, una compañía con varias fábricas
puede tener un en cada una de ellas para mantener un
seguimiento de inventarios,
observar la productividad y
llevar la nómina
local.
Inicialmente cada de estos ordenadores puede
estado
trabajando en forma aislada de las demás pero, en
algún momento, la administración puede decidir
interconectarlos para tener así la capacidad de extraer y
correlacionar información referente a toda la
compañía.
Es decir el objetivo
básico es compartir recursos, es decir hacer que
todos los programas,
datos y
estén disponibles para cualquiera de la red que lo
solicite, sin importar la localización del recurso y del
.
Un segundo objetivo es
proporcionar una alta fiabilidad, al contar con fuentes
alternativas de suministro.
Todos los
podrìan duplicarse en dos o tres máquinas, de tal
manera que si una no se encuentra disponible, podría
utilizarse algunas de las copias.
La presencia de múltiples CPU significa
que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden
capaces de encargarse de su trabajo, aunque se tenga un
rendimiento global .
Otro objetivo es el ahorro económico. Las
grandes máquinas tienen una rapidez mucho
.
Una red de ordenadores puede proporcionar un poderoso
medio de comunicacion entre personas que se encuentran muy
alejadas entre sí.
Con el empleo de una
red es relativamente fácil para dos personas, que viven en
lugares separados, escribir un informe
juntos.
Estándares de
Comunicación
Una red puede ser un sistema cerrado que
utiliza sus propios métodos de
comunicación, lo que significa que otros
fabricantes no pueden colaborar al desarrollo del
sistema creando software
complementario.
Una red puede ser un sistema abierto que
ofrece a otros fabricantes sus especificaciones e incluye
ligaduras de programación que permiten que los
fabricantes puedan crear con facilidad aplicaciones
complementarias.
En los últimos años , han tomado forma
varios estándares de redes, entre ellos el
Modelo de
Interconexión de Sistemas Abiertos OSI (Open System
Interconection). Este modelo define
una red por niveles, comenzando por el nivel físico
más básico hasta el nivel más alto en el que
se ejecutan las aplicaciones.
Capas del Modelo OSI
Nivel Físico.- Define las normas y protocolos usados
en la conexión. También define los cables y los
conectores.
Es decir es el encargado de formular las
especificaciones de orden mecánico, eléctrico,
funcional y procedimental que deben satisfacer los elementos
físicos del enlace de datos.
Mecánicas.- Se especifican detalles como
conexiones físicas entre equipos, indicando la
configuración de los conectores, tanto desde el punto de
vista físico como lógico.
Eléctricas.- Se especifican los niveles de
señales para el envío de los bits. Además se
indican características eléctricas de
protección contra interferencias.
Funcionales.- Se especifica los métodos
para la activación, mantenimiento
y desactivación de los circuitos
fíisicos.
Procedimentales.- Está integrado por el
secuenciamiento de las operaciones que
realizará todo el conjunto de elementos que intervienen en
la transmisión física de
datos.
Nivel de Enlace.- Gestiona las entradas/salidas
como interfaz de la red.
Este nivel lo integra la parte lógica
de la
comunicación que está compuesta por el conjunto
de procedimientos
para el establecimiento, mantenimiento
y desconexión de circuitos para
el envío de bloques de información. Controla la
correcta transferencia de datos y gestiona los métodos
necesarios para la detección y corrección de
errores
Entre los distintos tipos de enlace tenemos: punto a
punto, multipunto y enlace en bucle..
Algunos protocolos de
enlace son: protocolos orientados a caracter,
protocolos orientados a bit, protocolos HDLC, entre
otros.
Nivel de Red.- Enruta los paquetes dentro de la
red. Es el encargado de transportar los paquetes de datos y se
compone de la información del usuario que proviene de los
niveles superiores, para el establecimiento y control de la
información.
Este nivel controla la transmisión a
través de los nodos de la red de comunicación,
indicando el camino correcto que dichos paquetes deben tomar
desde el punto de partida hasta su llegada a su respectivo
destino.
Para conseguir las transmisión de paquetes a
través de los sucesivos nodos de una red se utilizan dos
modelos de
protocolos: datagrama y de circuito virtual.
Nivel de Transporte.- Comprueba la integridad de datos,
ordena los paquetes, construye cabeceras de los paquetes, entre
otras cosas.
Realiza la transmisión de datos de forma segura y
económica, desde el equipo emisor al equipo
receptor.
Las unidades de datos del protocolo de
transporte
(TPDU) son los elementos de información intercambiados
cuando se mantiene una conexión.
El TPDU está compuesto de una cabecera y datos.
La cabecera contiene información dividida en los
siguientes campos: LI longitud, parte fija que indica el tipo de
TPDU , información del destino y parte variable que
contiene parámetros( No siempre existe).
Datos.- Contiene la información del usuario a
transportar.
Nivel de Sesión.- Gestiona la
conexión entre los niveles más bajos y el usuario,
es el interfaz de usuario de la red.
Este nivel presenta un modo para el establecimiento de
conexiones denominado sesiones, para la transferencia de datos de
forma ordenada y para la liberación de la conexión.
Permite la fijación de puntos de sincronización en
el diálogo para poder repetir
éste desde algún punto, la interrupción del
diálogo con posibilidades de volverlo a iniciar y el uso
de testigos (tokens) para dar turno a la transferencia de
datos.
Nivel de Presentación.- Ofrece al usuario
las posibilidades tales como transmisión de archivos y
ejecución de programas.
Controla los problemas
relacionados con la representación de los datos que se
pretendan transmitir.
Esta capa se encarga de la preservación del
significado de la información transportada.
Cada ordenador puede tener su propia forma de
representación interna de datos, por esto es necesario
tener acuerdos y conversiones para poder asegurar
el entendimiento entre ordenadores diferentes.
Nivel de Aplicación.- Las aplicaciones de
software de red
se ejecutan en este nivel.
La capa de aplicación contiene los programas del
usuario que hacen el trabajo
real para el que fueron adquiridos los ordenadores.
Controla y coordina las funciones a
realizar por los programas de usuario, conocidos con el nombre de
aplicaciones.
Cada aplicación puede tener sus propias y
particulares necesidades de comunicación, existiendo
algunas cuyo objetivo es el de la
comunicación a distancia. Estas últimas
aplicaciones especializadas en comunicaciones son las de
transferencia de archivos, correo
electrónico y los terminales virtuales, entre
otros.
En resumen los objetivos
básicos de este nivel son:
1.- Permitir el funcionamiento de aplicaciones por parte
de los usuarios, dando las facilidades necesarias para efectuar
operaciones de
comunicación entre procesos.
2.- Ofrecer ciertas aplicaciones especializadas en
procesos típicos de comunicación.
Todos estos niveles son transparentes para el usuario.
Los administradores de la red pueden controlar varios aspectos de
las red a los distintos niveles
.
MODELO DE REFERENCIA
OSI
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Enlace
Física
ARQUITECTURA DE
RED
Características de las Redes:
Los sistemas
operativos sofisticados de red local como el Netware Novell ofrecen
un amplio rango de servicios.
Aquí se citarán algunas características
principales:
Servicios de archivos.-Las redes y servidores
trabajan con archivos. El administrador
controla los accesos a archivos y directorios. Se debe tener un
buen control sobre la
copia, almacenamiento y
protección de los archivos.
Compartir recursos.- En los sistemas dedicados
como Netware, los dispositivos compartidos, como los discos fijos
y las impresoras,
están ligados al servidor de
archivos, o en todo caso, a un servidor especial de
impresión.
SFT(Sistema de tolerancia a
fallas).- Permite que exista un cierto grado de supervivencia
de la red, aunque fallen algunos de los componentes del servidor.
Así si contamos con un segundo disco fijo, todos los datos
del primer disco se guardan también en el de reserva,
pudiendo usarse el segundo si falla el primero.
Sistema de Control de Transacciones.- Es un
método de
protección de las bases de datos
frente a la falta de integridad. Así si una
operación falla cuando se escribe en una base de datos, el
sistema deshace la transacción y la base de datos
vuelve a su estado
correcto original.
Seguridad.- El administrador de
la red es la persona encargada
de asignar los derechos de acceso adecuados
a la red y las claves de acceso a los usuarios. El sistema operativo
con servidor dedicado de Novell es uno
de los sistemas más seguros
disponibles en el mercado.
Acceso Remoto.- Gracias al uso de líneas
telefónicas Ud. podrá cpnectarse a lugares alejados
con otros usuarios.
Conectividad entre Redes.- Permite que una red se
conecta a otra. La conexión habrá de ser
transparente para el usuario.
Comunicaciones entre usuarios.- Los usuarios
pueden comunicarse entre sí fácilmente y enviarse
archivos a través de la red.
Servidores de impresoras.- Es una computadora
dedicada a la tarea de controlar las impresoras de la red. A esta
computadora se le puede conectar un cierto número de
impresoras, utilizando toda su memoria para
gestionar las colas de impresión que almacenará los
trabajos de la red. En algunos casos se utiliza un software para
compartir las impresoras.
Colas de impresión.- Permiten que los
usuarios sigan trabajando después de pedir la
impresión de un documento.
Estructura de las Redes
Las redes de computadores personales son de distintos
tipos, y pueden agruparse de la siguiente forma:
Sistemas punto a punto.- En una red punto a punto
cualquiera de sus estaciones puede funcionar como servidor,
puesto que puede ofrecer sus recursos a las
restantes estaciones de trabajo. Así mismo pueden ser
receptores, que pueden acceder a los recursos de otras estaciones
sin compartir la suyas propias. Es decir el concepto
básico es la compartición de recursos. Sinembargo
poseen algunas desventajas: falta de seguridad y
velocidad. Ej:
IBM LAN,
3Com´s y 3+Share.
Sistemas con servidor dedicado.- Un sistema operativo
de red local ejecutándose en modo dedicado
utilizará todos los recursos de su procesador,
memoria y disco fijo a su uso por parte de la red. En estos
sistemas, los discos fijos reciben un formato especial.
Fundamentalmente, ofrecen la mejor respuesta en tiempo, seguridad
y administración.
El Netware de Novell se puede usar en modo
dedicado
.
Sistemas con servidor no dedicado.- Ofrece las
mismas posibilidades que un sistema dedicado, añadiendo la
posibilidad de utilizar el servidor como estación de
trabajo. El servidor se convierte en dos máquinas. No
obstante disminuye su eficiencia. Ej:
Advanced del Netware de Novell.
Razones para instalar redes
Desde sus inicios una de las razones para instalar redes
era compartir recursos, como discos, impresoras y trazadores.
Ahora existen además otras razones:
Disponibilidad del software de redes.- El
disponer de un software multiusuario de calidad que se
ajuste a las necesidades de la empresa. Por
ejemplo: Se puede diseñar un sistema de puntos de venta ligado a
una red local concreta. El software de redes puede bajar los
costos si se
necesitan muchas copias del software.
Trabajo en común.- Conectar un conjunto de
computadoras personales formando una red que permita que un
grupo o equipo
de personas involucrados en proyectos
similares puedan comunicarse fácilmente y compartir
programas o archivos de un mismo proyecto.
Actualización del software.- Si el
software se almacena de forma centralizada en un servidor es
mucho más fácil actualizarlo. En lugar de tener que
actualizarlo individualmente en cada uno de los PC de los
usuarios, pues el administrador tendrá que actualizar la
única copia almacenada en el servidor.
Copia de seguridad de los datos.- Las copias de
seguridad son más simples, ya que los datos están
centralizados.
Ventajas en el control de los datos.- Como los
datos se encuentran centralizados en el servidor, resulta mucho
más fácil controlarlos y recuperarlos. Los usuarios
pueden transferir sus archivos vía red antes que usar los
disquetes.
Uso compartido de las impresoras de calidad.-
Algunos periféricos de calidad de alto
costo pueden ser
compartidos por los integrantes de la red. Entre estos:
impresoras láser de alta calidad, etc.
Correo electrónico y difusión de
mensajes.- El correo
electrónico permite que los usuarios se comuniquen
más fácilmente entre sí. A cada usuario se
le puede asignar un buzón de correo en el servidor. Los
otros usuarios dejan sus mensajes en el buzón y el usuario
los lee cuando los ve en la red. Se pueden convenir reuniones y
establecer calendarios.
Ampliación del uso con terminales tontos.-
Una vez montada la red local, pasa a ser más barato el
automatizar el trabajo de
más empleados por medio del uso de terminales tontos a la
red.
Seguridad.- La seguridad de los datos puede
conseguirse por medio de los servidores que
posean métodos de control, tanto software como hardware. Los terminales
tontos impiden que los usuarios puedan extraer copias de datos
para llevárselos fuera del edificio.
Componentes Básicos de una
Red
Servidor.- Es una computadora utilizada para
gestionar el sistema de archivos de la red, da servicio a las
impresoras, controla las comunicaciones y realiza otras funciones. Puede
ser dedicado o no dedicado.
El sistema operativo de la red está cargado en el
disco fijo del servidor, junto con las herramientas
de administración del sistema y las utilidades del
usuario.
Para el caso de Netware. Cada vez que se conecta el
sistema, Netware arranca y el servidor queda bajo su control. A
partir de ese momento el DOS ya no es válido en la unidad
de Netware.
La tarea de un servidor dedicado es procesar las
peticiones realizadas por la estación de trabajo. Estas
peticiones pueden ser de acceso a disco, a colas de
impresión o de comunicaciones con otros dispositivos. La
recepción, gestión
y realización de estas peticiones puede requerir un
tiempo
considerable, que se incrementa de forma paralela al
número de estaciones de trabajo activas en la red. Como el
servidor gestiona las peticiones de todas las estaciones de
trabajo, su carga puede ser muy pesada.
Se puede entonces llegar a una congestión, el
tráfico puede ser tan elevado que podría impedir la
recepción de algunas peticiones enviadas .
Cuanto mayor es la red, resulta más importante
tener un servidor con elevadas prestaciones.
Se necesitan grandes cantidades de memoria RAM para
optimizar los accesos a disco y mantener las colas de
impresión. El rendimiento de un procesador es una
combinación de varios factores, incluyendo el tipo de
procesador, la velocidad, el
factor de estados de espera, el tamaño del canal, el
tamaño del bus, la memoria caché
así como de otros factores
.
Estaciones de Trabajo.- Se pueden conectar a
través de la placa de conexión de red y el cableado
correspondiente. Los terminales ´tontos´ utilizados
con las grandes computadoras y minicomputadoras son
también utilizadas en las redes, y no poseen capacidad
propia de procesamiento.
Sinembargo las estaciones de trabajo son, generalmente,
sistemas inteligentes.
Los terminales inteligentes son los que se encargan de
sus propias tareas de procesamiento, así que cuanto mayor
y más rápido sea el equipo, mejor.
Los terminales tontos en cambio,
utilizan el espacio de almacenamiento
así como los recursos disponibles en el
servidor.
Tarjetas de Conexión de Red (Interface
Cards).- Permiten conectar el cableado entre servidores y
estaciones de trabajo. En la actualidad existen numerosos tipos
de placas que soportan distintos tipos de cables y
topologías de red.
Las placas contienen los protocolos y órdenes
necesarios para soportar el tipo de red al que está
destinada. Muchas tienen memoria adicional para almacenar
temporalmente los paquetes de datos enviados y recibidos,
mejorando el rendimiento de la red.
La compatibilidad a nivel físico y lógico
se convierte en una cuestión relevante cuando se considera
el uso de cualquier placa de red. Hay que asegurarse que la placa
pueda funcionar en la estación deseada, y de que existen
programas controladores que permitan al sistema operativo
enlazarlo con sus protocolos características a nivel
físico
.
Cableado
Una vez que tenemos las estaciones de trabajo, el
servidor y las placas de red, requerimos interconectar todo el
conjunto. El tipo de cable utilizado depende de muchos factores,
que se mencionarán a continuación
Los tipos de cableado de red más populares son:
par trenzado, cable coaxial
y fibra
óptica.
Además se pueden realizar conexiones a
través de radio o microondas.
Cada tipo de cable o método
tiene sus ventajas. y desventajas. Algunos son propensos a
interferencias, mientras otros no pueden usarse por razones de
seguridad.
La velocidad y longitud del tendido son otros factores a
tener en cuenta el tipo de cable a utilizar.
Par Trenzado.- Consiste en dos hilos de cobre
trenzado, aislados de forma independiente y trenzados entre
sí. El par está cubierto por una capa aislante
externa. Entre sus principales ventajas tenemos:
- Es una tecnología bien estudiada
- No requiere una habilidad especial para instalación
- La instalación es rápida y fácil
- La emisión de señales al exterior es mínima.
- Ofrece alguna inmunidad frente a interferencias, modulación cruzada y corrosión.
Cable Coaxial.- Se compone de un hilo conductor
de cobre envuelto por una malla trenzada plana que hace las
funciones de tierra. entre
el hilo conductor y la malla hay una capa gruesa de material
aislante, y todo el conjunto está protegido por una
cobertura externa.
El cable está disponible en dos espesores: grueso
y fino.
El cable grueso soporta largas distancias, pero es
más caro. El cable fino puede ser más
práctico para conectar puntos cercanos.
El cable coaxial
ofrece las siguientes ventajas:
- Soporta comunicaciones en banda ancha y en banda base.
- Es útil para varias señales, incluyendo voz, video y datos.
- Es una tecnología bien estudiada.
Conexión fibra óptica.- Esta conexión es cara,
permite transmitir la información a gran velocidad e
impide la intervención de las líneas. Como la
señal es transmitida a través de luz, existen muy
pocas posibilidades de interferencias eléctrica o
emisión de señal. El cable consta de dos
núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que
refractan la luz de forma
distinta. La fibra está encapsulada en un cable protector
.
Ofrece las siguientes ventajas:
- Alta velocidad de transmisión
- No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la seguridad
- Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada.
- Mayor economía que el cable coaxial en algunas instalaciones.
- Soporta mayores distancias