Tipos de redes
INTRODUCCIÓN
Este trabajo es una guía
básica acerca de los conceptos fundamentales de las
redes
computacionales; Así como a su vez, es un ayuda para
aquellas personas que desean reforzar sus conocimientos acerca de
este tema.
Existen varias definiciones acerca de que es
una red, algunas
de las cuales son:
- Conjunto de operaciones
centralizadas o distribuidas, con el fin de compartir recursos
"hardware y
software".
- Sistema de transmisión de datos que
permite el intercambio de información entre
ordenadores.
- Conjunto de nodos "computador"
conectados entre sí.
Existen varios tipos de
redes, los cuales se clasifican de acuerdo a su
tamaño y distribución lógica.
Clasificación segun su
tamaño
Las redes PAN (red de administración personal) son
redes pequeñas, las cuales están conformadas por no
más de 8 equipos, por ejemplo: café
Internet.
CAN: Campus Area Network, Red de Area
Campus. Una CAN es una colección de LANs
dispersadas geográficamente dentro de un campus
(universitario, oficinas de gobierno,
maquilas o industrias)
pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada
en kilometros. Una CAN utiliza comúnmente
tecnologías tales como FDDI y Gigabit Ethernet para
conectividad a través de medios de
comunicación tales como fibra
óptica y espectro disperso.
Las redes LAN (Local Area Network, redes
de área local) son las redes que todos conocemos, es
decir, aquellas que se utilizan en nuestra empresa. Son
redes pequeñas, entendiendo como pequeñas las redes
de una oficina, de un
edificio. Debido a sus limitadas dimensiones, son redes muy
rápidas en las cuales cada estación se puede
comunicar con el resto. Están restringidas en
tamaño, lo cual significa que el tiempo de
transmisión, en el peor de los casos, se conoce.
Además, simplifica la
administración de la red.
Suelen emplear tecnología de
difusión mediante un cable sencillo (coaxial o UTP) al que
están conectadas todas las máquinas.
Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.
Características preponderantes:
- Los canales son propios de los usuarios o empresas.
- Los enlaces son líneas de alta velocidad.
- Las estaciones están cercas entre sí.
- Incrementan la eficiencia y
productividad de los trabajos de oficinas al
poder
compartir información.
- Las tasas de error son menores que en las redes
WAN.
- La arquitectura
permite compartir recursos.
LANs mucha veces usa una tecnología de
transmisión, dada por un simple cable, donde todas las
computadoras
están conectadas. Existen varias topologías posibles en la
comunicación sobre LANs, las cuales se verán
mas adelante.
Las redes WAN (Wide Area Network,
redes de área extensa) son redes punto a punto que
interconectan países y continentes. Al tener que recorrer
una gran distancia sus velocidades son menores que en las
LAN aunque son
capaces de transportar una mayor cantidad de datos. El alcance
es una gran área geográfica, como por ejemplo: una
ciudad o un continente. Está formada por una vasta
cantidad de computadoras
interconectadas (llamadas hosts), por medio de subredes de
comunicación o subredes pequeñas,
con el fin de ejecutar aplicaciones, programas,
etc.
Una red de área
extensa WAN es un sistema de
interconexión de equipos informáticos
geográficamente dispersos, incluso en continentes
distintos. Las líneas utilizadas para realizar esta
interconexión suelen ser parte de las redes
públicas de transmisión de datos.
Las redes LAN
comúnmente, se conectan a redes WAN, con el objetivo de
tener acceso a mejores servicios,
como por ejemplo a Internet. Las redes WAN son
mucho más complejas, porque deben enrutar correctamente
toda la información proveniente de las redes conectadas a
ésta.
Una subred está formada por dos
componentes:
Líneas de transmisión:
quienes son las encargadas de llevar los bits entre los
hosts.
Elementos interruptores (routers): son
computadoras especializadas usadas por dos o más
líneas de transmisión. Para que un paquete llegue
de un router a otro,
generalmente debe pasar por routers intermedios, cada uno de
estos lo recibe por una línea de entrada, lo almacena y
cuando una línea de salida está libre, lo
retransmite.
INTERNET WORKS: Es una colección de
redes interconectadas, cada una de ellas puede estar desallorrada
sobre diferentes software y hardware. Una forma
típica de Internet Works es un grupo de
redes
LANs conectadas con
WANs. Si una subred le sumamos los host
obtenemos una red.
El conjunto de redes mundiales es lo que conocemos
como
Internet.
Las redes MAN (Metropolitan Area
Network, redes de área metropolitana) , comprenden una
ubicación geográfica determinada "ciudad,
municipio", y su distancia de cobertura es mayor de 4 Kmts. Son
redes con dos buses unidireccionales, cada uno de ellos es
independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos. Es
básicamente una gran versión de LAN y usa una
tecnología similar. Puede cubrir un grupo de
oficinas de una misma corporación o ciudad, esta puede ser
pública o privada. El mecanismo para la resolución
de conflictos en
la transmisión de datos que usan las MANs, es
DQDB.
DQDB consiste en dos buses unidireccionales, en los
cuales todas las estaciones están conectadas, cada
bus tiene una
cabecera y un fin. Cuando una computadora
quiere transmitir a otra, si esta está ubicada a la
izquierda usa el bus de arriba, caso
contrario el de abajo.
Redes Punto a Punto. En una red punto a punto
cada computadora
puede actuar como cliente y como
servidor. Las
redes punto a punto hacen que el compartir datos y periféricos sea fácil para un
pequeño grupo de gente. En una ambiente punto
a punto, la seguridad es
difícil, porque la
administración no está centralizada.
Redes Basadas en servidor. Las
redes basadas en servidor son mejores para compartir gran
cantidad de recursos y datos. Un administrador
supervisa la operación de la red, y vela que la seguridad sea
mantenida. Este tipo de red puede tener uno o mas servidores,
dependiendo del volumen de
tráfico, número de periféricos etc. Por ejemplo, puede haber
un servidor de impresión, un servidor de comunicaciones, y un servidor de base de datos,
todos en una misma red.
Clasificación
según su distribución lógica
Todos los ordenadores tienen un lado cliente y otro
servidor: una máquina puede ser servidora de un
determinado servicio pero
cliente de otro servicio.
Servidor. Máquina que ofrece
información o servicios al
resto de los puestos de la red. La clase de información o
servicios que ofrezca determina el tipo de servidor que es:
servidor de impresión, de archivos, de
páginas
web, de correo, de usuarios, de IRC (charlas en Internet), de
base de
datos...
Cliente. Máquina que accede a la
información de los servidores o
utiliza sus servicios. Ejemplos: Cada vez que estamos viendo una
página
web (almacenada en un servidor remoto) nos estamos
comportando como clientes.
También seremos clientes si
utilizamos el servicio de impresión de un ordenador remoto
en la red (el servidor que tiene la impresora
conectada).
Todas estas redes deben de cumplir con las siguientes
características:
- Confiabilidad "transportar datos".
- Transportabilidad "dispositivos".
- Gran procesamiento de información.
y de acuerdo estas, tienen diferentes usos,
dependiendo de la necesidad del usuario, como son:
- Compañías - centralizar datos.
- Compartir recursos "periféricos, archivos,
etc".
- Confiabilidad "transporte
de datos".
- aumentar la disponibilidad de la
información.
- Comunicación entre personal de las
mismas áreas.
- Ahorro de dinero.
- Home Banking.
- Aportes a la investigación "vídeo demanda,line
T.V,Game Interactive".
Bus: esta topología permite que todas las estaciones
reciban la información que se transmite, una
estación trasmite y todas las restantes
escuchan.
Ventajas: La topologia Bus
requiere de menor cantidad de cables para una mayor topologia;
otra de las ventajas de esta topologia es que una falla en una
estación en particular no incapacitara el resto de la
red.
Desventajas: al existir un solo canal de comunicación entre las estaciones de la
red, si falla el canal o una estación, las restantes
quedan incomunicadas. Algunos fabricantes resuelven este problema
poniendo un bus pararelo alternativo, para casos de fallos o
usando algoritmos
para aislar las componentes defectuosas.
Existen dos mecanismos para la resolución de
conflictos en
la transmisión de datos:
CSMA/CD: son
redes con escucha de colisiones. Todas las estaciones son
consideradas igual, por ello compiten por el uso del canal, cada
vez que una de ellas desea transmitir debe escuchar el canal, si
alguien está transmitiendo espera a que termine, caso
contrario transmite y se queda escuchando posibles colisiones, en
este último espera un intervalo de tiempo y
reintenta nuevamente.
Token Bus: Se usa un token (una trama de datos)
que pasa de estación en estación en forma
cíclica, es decir forma un anillo lógico. Cuando
una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo
del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado
y luego pasa el token a otra estación, previamente
designada. Las otras estaciones no pueden transmitir sin el
token, sólo pueden escuchar y esperar su turno. Esto
soluciona el problema de colisiones que tiene el mecanismo
anterior.
Redes en Estrella
Es otra de las tres principales topologías. La red se une en un
único punto, normalmente con control
centralizado, como un concentrador de cableado.
Redes Bus en Estrella
Esta topología se utiliza con el fin de
facilitar la administración de la red. En este caso la
red es un bus que se cablea físicamente como una estrella
por medio de concentradores.
Redes en Estrella Jerárquica
Esta estructura de
cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales
actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para
formar una red jerárquica.
Redes en Anillo
Es una de las tres principales topologías. Las
estaciones están unidas una con otra formando un
círculo por medio de un cable común. Las
señales circulan en un solo sentido alrededor del
círculo, regenerándose en cada nodo.
Ventajas: los cuellos de botellas son muy pocos
frecuentes
Desventajas: al existir un solo canal de
comunicación entre las estaciones de la red, si falla el
canal o una estación, las restantes quedan incomunicadas.
Algunos fabricantes resuelven este problema poniendo un canal
alternativo para casos de fallos, si uno de los canales es viable
la red está activa, o usando algoritmos
para aislar las componentes defectuosas. Es muy compleja su
administración, ya que hay que definir una estación
para que controle el token.
Existe un mecanismo para la resolución de
conflictos en la transmisión de datos:
Token Ring: La estación se conecta al
anillo por una unidad de interfaz (RIU), cada RIU es responsable
de controlar el paso de los datos por ella, así como de
regenerar la transmisión y pasarla a la estación
siguiente. Si la dirección de cabecera de una determinada
transmisión indica que los datos son para una
estación en concreto, la
unidad de interfaz los copia y pasa la información a la
estación de trabajo conectada a la misma.
Se usa en redes de área local con o sin prioridad, el
token pasa de estación en estación en forma
cíclica, inicialmente en estado
desocupado. Cada estación cuando tiene el token (en este
momento la estación controla el anillo), si quiere
transmitir cambia su estado a
ocupado, agregando los datos atrás y lo pone en la red,
caso contrario pasa el token a la estación siguiente.
Cuando el token pasa de nuevo por la estación que
transmitió, saca los datos, lo pone en desocupado y lo
regresa a la red.
Características
Un protocolo es el
conjunto de normas para
comunicarse dos o más entidades ( objetos que se
intercambian información ) . Los elementos que definen un
protocolo son
:
- Sintaxis : formato , codificación y niveles de
señal de datos .
- Semántica : información de control y
gestión de errores .
- Temporización : coordinación entre la velocidad y
orden secuencial de las señales .
Las características más importantes de un
protocolo son :
- Directo/indirecto : los enlaces punto a punto son directos
pero los enlaces entre dos entidades en diferentes redes son
indirectos ya que intervienen elementos intermedios .
- Monolítico/estructurado : monolítico es aquel
en que el emisor tiene el control en una sola capa de todo el
proceso de
transferencia . En protocolos
estructurados , hay varias capas que se coordinan y que dividen
la tarea de comunicación .
- Simétrico/asimétrico : los simétricos
son aquellos en que las dos entidades que se comunican son
semejantes en cuanto a poder tanto
emisores como consumidores de información . Un protocolo
es asimétrico si una de las entidades tiene funciones
diferentes de la otra ( por ejemplo en clientes y servidores )
.
Funciones
1. Segmentación y ensamblado
:generalmente es necesario dividir los bloques de datos en
unidades pequeñas e iguales en tamaño , y este
proceso se le
llama segmentación . El bloque básico de
segmento en una cierta capa de un protocolo se le llama PDU (
Unidad de datos de protocolo ) . La necesidad de la
utilización de bloque es por :
La red sólo admite la transmisión de bloques de
un cierto tamaño .
El control de errores es más eficiente para bloques
pequeños .
Para evitar monopolización de la red para una entidad ,
se emplean bloques pequeños y así una
compartición de la red .
Con bloques pequeños las necesidades de almacenamiento
temporal son menores .
Hay ciertas desventajas en la utilización de segmentos
:
La información de control necesaria en cada bloque
disminuye la eficiencia en la
transmisión .
Los receptores pueden necesitar interrupciones para recibir
cada bloque , con lo que en bloques pequeños habrá
más interrupciones .
Cuantas más PDU , más tiempo de procesamiento
.
2. Encapsulado : se trata del proceso
de adherir información de control al segmento de datos .
Esta información de control es el direccionamiento del
emisor/receptor , código
de detección de errores y control de protocolo .
3. Control de conexión : hay
bloques de datos sólo de control y otros de datos y
control . Cuando se utilizan datagramas , todos los bloques
incluyen control y datos ya que cada PDU se trata como
independiente . En circuitos
virtuales hay bloques de control que son los encargados de
establecer la conexión del circuito virtual . Hay protocolos
más sencillos y otros más complejos , por lo que
los protocolos de los emisores y receptores deben de ser
compatibles al menos .Además de la fase de establecimiento
de conexión ( en circuitos
virtuales ) está la fase de transferencia y la de corte de
conexión . Si se utilizan circuitos virtuales habrá
que numerar los PDU y llevar un control en el emisor y en el
receptor de los números .
4. Entrega ordenada : el envío
de PDU puede acarrear el problema de que si hay varios caminos
posibles , lleguen al receptor PDU desordenados o repetidos , por
lo que el receptor debe de tener un mecanismo para reordenar los
PDU . Hay sistemas que
tienen un mecanismo de numeración con módulo
algún número ; esto hace que el módulo sean
lo suficientemente alto como para que sea imposible que haya dos
segmentos en la red al mismo tiempo y con el mismo número
.
5. Control de flujo : hay controles
de flujo de parada y espera o de ventana deslizante . El control
de flujo es necesario en varios protocolos o capas , ya que el
problema de saturación del receptor se puede producir en
cualquier capa del protocolo .
6. Control de errores : generalmente se
utiliza un temporizador para retransmitir una trama una vez que
no se ha recibido confirmación después de expirar
el tiempo del temporizador . Cada capa de protocolo debe de tener
su propio control de errores .
7. Direccionamiento : cada
estación o dispositivo intermedio de almacenamiento
debe tener una dirección única . A su vez , en cada
terminal o sistema final
puede haber varios agentes o programas que
utilizan la red , por lo que cada uno de ellos tiene asociado un
puerto .
Además de estas direcciones globales , cada
estación o terminal de una subred debe de tener una
dirección de subred ( generalmente en el nivel MAC ) .
Hay ocasiones en las que se usa un identificador de
conexión ; esto se hace así cuando dos estaciones
establecen un circuito virtual y a esa conexión la
numeran ( con un identificador de conexión conocido
por ambas ) . La utilización de este identificador
simplifica los mecanismos de envío de datos ya que por
ejemplo es más sencillo que el direccionamiento global
.
Algunas veces se hace necesario que un emisor emita hacia
varias entidades a la vez y para eso se les asigna un
direccionamiento similar a todas .
8. Multiplexación : es posible
multiplexar las conexiones de una capa hacia otra , es decir que
de una única conexión de una capa superior , se
pueden establecer varias conexiones en una capa inferior ( y al
revés ) .
9. Servicios de transmisión :
los servicios que puede prestar un protocolo son :
Prioridad : hay mensajes ( los de control ) que deben tener
prioridad respecto a otros .
Grado de servicio : hay datos que deben de retardarse y otros
acelerarse ( vídeo ) .
Seguridad .
Protocolo CSMA/CD.
Carrier Sense Mutiple Acces with Collision Detection. En este
tipo de red cada estación se encuentra conectada bajo un
mismo bus de datos, es decir las computadoras se conectan en la
misma línea de comunicación (cablado), y por esta
transmiten los paquetes de información hacia el servidor
y/o los otros nodos. Cada estacion se encuentra monitoriando
constantemente la línea de comunicación con el
objeto de transmitir o resibir sus mensajes.
Estándares para redes de la IEEE.
- IEEE 802.1
Estándar que especifica la relación de los
estándares IEEE y su interacción con los modelos
OSI de la
ISO,
así como las cuestiones de interconectividad y
administración de redes.
- IEEE 802.2
Control lógico de enlace (LLC), que ofrece servicios de
"conexión lógica"
a nivel de capa 2.
- IEEE 802.3
El comité de la IEEE 802. 3 definió un
estándar el cual incluye el formato del paquete de datos
para EtherNet, el
cableado a usar y el máximo de distancia alcanzable para
este tipo de redes. Describe una LAN usando una topologia de bus,
con un metodo de acceso al medio llamado CSMA/CD y un cableado
coaxial de banda base de 50 ohms capaz de manejar datos a una
velocidad de 10 Mbs.
- IEEE 802.3 10Base5.
El estándar para bus IEEE 802.3 originalmente fue
desarrollado para cable coaxial
de banda base tipo Thick como muna norma para EtherNet,
especificación a la cual se hace referencia como 10Base5 y
describe un bus de red de compuesto por un cable coaxial
de banda base de tipo thick el cual puede transmitir datos a una
velocidad de 10Mbs. sobre un máximo de 500 mts.
- IEEE 802.3 10Base2.
Este estándar describe un bus de red el cual puede
transmitir datosa una velocidad de 10 Mbs sobre un cable coaxial
de banda base del tipo Thin en una distancia máxima de 200
mts.
- IEEE 802.3 STARLAN.
El comité IEEE 802 desarrllo este estándar para
una red con protocolo CSMA el cual hace uso de una
topología de estrella agrupada en la cual las estrellas se
enlazan con otra. También se le conoce con la
especificación 10Base5 y describe un red la cual puede
transmitir datos a una velocidad de 1 Mbs hasta una distancia de
500 mts. usando un cableado de dos pares trenzados calibres
24.
- IEEE 802.3 10BaseT.
Este estándar describe un bus lógico 802.3
CSMA/CD sobre un cableado de 4 pares trenzados el cual esta
configurado físicamente como una estrella distribuida,
capas de transmitir datos a 10 Mbs en un máximo de
distancia de 100 mts.
- IEEE 802.4
Define una red de topología usando el método de
acceso al medio de Token Paassing.
- IEEE 802.5 Token Ring.
Este estándar define una red con topología de
anillo la cual usa token (paquete de datos) para transmitir
información a otra. En una estación de trabajo la
cual envía un mensaje lo sitúa dentro de un token y
lo direcciona especificamente a un destino, la estacion destino
copia el mensaje y lo envía a un token de regreso a la
estación origen la cual remueve el mensaje y pasa el token
a la siguiente estación.
- IEEE 802.6
Red de área metropolitana (MAN), basada en la topologia
popuesta por la University of Western Australia, conocida como
DQDB (Distribuited Queue Dual Bus) DQDB utiliza un bus dual de
fibra óptica
como medio de transmisión. Ambos buses son
unidireccionales, y en contra-sentido. Con esta tecnologia el
ancho de banda es distribuido entre los usuarios , de acuerdo a
la demanda que
existe, en proceso conocido como "inserción de ranuras
temporales". Puesto que puede llevar transmisión de datos
síncronicos y asíncronicos, soporta aplicaciones de
video, voz y
datos. IEEE 802.6 con su DQDB, es la alternativa de la IEEE para
ISDN.
- IEEE 802.12
Se prevé la posibilidad de que el Fast EtherNet,
adémdum de 802.3, se convierta en el IEEE
802.12.
Definición
Modelo abierto para arquitecturas funcionales de
red, periféricos , archivos a compartir , utilidad de
red.El sistema de comunicaciones
del modelo OSI
estructura el
proceso en varias capas que interaccionan entre sí . Un
capa proporciona servicios a la capa superior siguiente y toma
los servicios que le presta la siguiente capa inferior .De esta
manera , el problema se divide en subproblemas más
pequeños y por tanto más manejables .
Para comunicarse dos sistemas , ambos
tienen el mismo modelo de
capas . La capa más alta del sistema emisor se comunica
con la capa más alta del sistema receptor , pero esta
comunicación se realiza vía capas inferiores de
cada sistema .La única comunicación directa entre
capas de ambos sistemas es en la capa inferior ( capa física ) .
Los datos parten del emisor y cada capa le adjunta datos de
control hasta que llegan a la capa física . En esta capa
son pasados a la red y recibidos por la capa física del
receptor . Luego irán siendo captados los datos de control
de cada capa y pasados a una capa superior . Al final , los datos
llegan limpios a la capa superior .
Cada capa tiene la facultad de poder trocear los datos que le
llegan en trozos más pequeños para su propio manejo
. Luego serán reensamblados en la capa paritaria de la
estación de destino .
Características
1. Arquitectura:
- Conocimiento del trafico.
- Trama - división de la información.
- Paquete - todos los datos a ser enviados.
- Segmento - Conjunto de trama.
2. Medio de
Transmisión:
- Nic - red
- Asociación -router,bridge,gateway.
- Tecnología - red "lan, wan,man".
3.
Topología:
- Distancia.
- Distribución.
- Enrutamiento
4. Capacidad mucha de
banda:
- Proceso estocastico.
- Probabilidad de llegada.
- Distribución "binomial- normal ".
Primitivas de servicio y parámetros
Las capas inferiores suministran a las superiores una serie de
funciones o
primitivas y una serie de parámetros .La
implementación concreta de estas funciones está
oculta para la capa superior ., ésta sólo puede
utilizar las funciones y los parámetros para comunicarse
con la capa inferior( paso de datos y control).
Fuentes
consultadas:
http://www.eveliux.com/fundatel/menu_telecom.html
http://www.linti.unlp.edu.ar/trabajos
Los que nos dedicamos a publicar contenido regularmente en internet, nos
enfrentamos a un dilema que se acentúa cada vez más: Blogging V/S Redes
sociales.
Todo el que participa de una u otra forma en internet debe tener su
propio blog, no importa quien sea, incluso aunque tenga un sitio web.
Hay una serie de blogs dedicados a difundir y publicar noticias del
mundo tecnológico, que tienen que ver con internet y los equipos o
dispositivos usados para navegar en la red.
La continua hilera de hashtags #rescateEspaña no deja lugar a dudas: las redes sociales se convierten en España en
el mejor medio de comunicación para la expresión de las opiniones de
los ciudadanos. Y es que éstas son el mejor altavoz de noticias e ideas
que jamás se hubiera podido soñar. Las redes sociales demuestran ser
democráticas, rápidas y sin censura. En ellas queda la propia voz de los
ciudadanos que deciden plasmar en canales como Twitter o Facebook lo
que sucede y su opinión al respecto, y en estos momento podemos ver
cómo las redes sociales están que arden con comentarios de los usuarios,
de hecho uno de los hashtags ya creados en twitter es #rescateEspaña.
