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RED DE DATOS
Aquellas infraestructuras o redes de comunicación que se ha diseñado específicamente a la Transmisión de información mediante el intercambio de datos. Son diseñadas en Arquitecturas que pretenden servir a sus objetivos de uso y generalmente, están basadas en la Comunicación de paquetes clasificándose de acuerdo a su tamaño, distancia que cubre y su arquitectura física.
CLASIFICACION
-LAN (Red de Área Local): red limitada de la conexión de equipos dentro de un único edificio, oficina y la mayoría son de propiedad privada. -MAN (Red de Área Metropolitana): están diseñadas para la conexión de equipos a lo largo de una ciudad entera esta puede ser una única red que interconecte varias redes de área local resultando en una red mayor. -WAN (Redes de Área Amplia): son aquellas que proporcionen un medio de transmisión a lo largo de grandes extensiones geográficas, regional, nacional e incluso internacional. -PAN (Redes de Área Personal): son de alcance muy limitado, y se utilizan para interconectar dispositivos personales de manera inalámbrica.
OBJETIVOS
-Compartir recursos, equipos, información y programas que se encuentran localmente o dispersos geográficamente. -Brindar confiabilidad a la información, disponiendo de alternativas de almacenamiento. -Transmitir información entre usuarios distantes de la manera más rápida y eficiente posible
TIPO DE TRANSMISIÓN
-REDES DE DIFUSIÓN: Cada mensaje emitido por una máquina es recibido por todas las otras máquinas de la misma red. Cada paquete dispone de la información de “Origen” y “Destino” y de esta manera se discrimina quien debe procesar cada mensaje. -REDES PUNTO A PUNTO: Donde existen muchas conexiones entre pares individuales de máquinas para enviar mensajes hasta máquinas distantes, puede ser necesario pasar por varias máquinas intermedias.
TOPOLOGIAS DE RED
Se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para comunicarse. Las topologías más corrientes para organizar las computadoras de una red son las de punto a punto, de bus, en estrella y en anillo. La topología en estrella conecta varios ordenadores con un elemento dispositivo central llamado hub. Cuando se nombra a topología de una red se habla de su configuración. Esta configuración recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico.
-LAS REDES DE ÁREA LOCAL (LAN), conectan ordenadores separados por distancias reducidas, por ejemplo en una oficina o un campus universitario, suelen usar topologías de bus, en estrella o en anillo.
- LAS REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN), conectan equipos distantes situados en puntos alejados de un mismo país o en países diferentes por otra parte emplean a menudo líneas telefónicas especiales arrendadas como conexiones de punto a punto.
PRINCIPALES TIPOS DE TOPOLOGÍAS FÍSICAS:
-TOPOLOGÍA DE BUS / Linear Bus: Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los elementos de una red en los cuales los Nodos de la Red están unidos a este cable.
-TOPOLOGÍA FÍSICAS: Cableado, Protocolo, Bus, Ethernet, Local Talk, Estrella, Par Trenzado, Estrella en Anillo, Token Ring, Árbol, Coaxial, Fibra Óptica, Topología de Anillo.
-TOPOLOGIA DE ANILLO: Los nodos de la red se disponen en un anillo cerrado conectado a él mediante enlaces punto a punto. La topología de anillo está diseñada como una arquitectura circular, con cada nodo conectado directamente a otros dos nodos. El anillo es fácilmente expandido para conectar más nodos, aunque en este proceso interrumpe la operación de la red mientras se instala el nuevo nodo.
-COMBINADAS: Cuando se estudia la red desde el punto de vista puramente físico aparecen las topologías combinadas.
-ANILLO EN ESTRELLA: Se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.
-BUS EN ESTRELLA: El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un bus que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.
-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.
-LA TOPOLOGÍA DE UNA RED DE CABLE COAXIAL: Es una línea, una cadena de Computadores unidos a un único cable mediante unas piezas en forma de T que salen de éste.
-LA TOPOLOGÍA DE UNA RED DE CABLE DE PAR TRENZADO: Es una estrella cuyo centro es el hub, del cual parte un cable (que medirá menos de 100 metros de largo para cada Computador).
ELEMENTOS Y DISPOSITIVOS DE RED
-LAS REDES: Son grupos de ordenadores conectados mediante una estructura de cableado o mediante un sistema inalámbrico, que les permite compartir archivos y servicios entre sí, para lograr un buen rendimiento de dichas redes, es necesario contar con varios dispositivos para realizar las conexiones y unir nuestra red con otras redes, y ofrecer un sistema de
comunicación mucho más seguro y eficiente.
DISPOSITIVOS PARA EL DISEÑO DE LAS REDES
-MODEMS: Son dispositivos que tienen la función de comunicar los equipos informáticos que forman parte de una red con el mundo exterior. Estos dispositivos pueden conectar varias redes entre sí. El modem cuenta con una interfaz de comunicación en serie (RS-232) y una interfaz de línea telefónica RJ-11. Las velocidades de transmisión de datos de los módems actuales van desde 57500 bps hasta 76800 bps.
-HUBS: Permite expandir la red a muchos ordenadores como deseemos, utilizando la topología de punto estrella que consiste en dividir el punto de red en tantas salidas como tenga el Hub. Estos reciben los datos a través de la conexión de entrada y ofrecen varias salidas para conectar a varios ordenadores.
-REPETIDORES: Estos dispositivos toman la señal distorsionada de un cable o de una señal y la regeneran para transmitir la señal de la red o los datos a lugares mucho más remotos, utilizando el modelo de referencia OSI. Estos sólo pueden trabajar en señales o paquetes de datos que trabajen con los mismos protocolos de comunicación. Deben ser utilizados para unir segmentos alejados de una red LAM.
-BRIDGES: Son dispositivos que tiene una finalidad muy parecida a la de los repetidores, pero a diferencia de estos, pueden dividir una red para aislar un ala de esta y poder realizar las reparaciones que se requieran.
*SON UTILIZADOS PARA: -Extender la longitud de un segmento de red. -Incrementar el número de ordenadores de una red.
-Reducir el efecto de cuello de botella de una red. -Dividir redes sobrecargadas. -Enlazar medios físicos
-ROUTERS: Estos dispositivos, tienen la particularidad de realizar el trabajo de un bridge ofreciendo una serie de bondades extra, pueden conmutar y encaminar los paquetes de información que son transmitidos a través de la red de intercambio de información de protocolos de comunicación. Pueden trabajar con cables o de manera inalámbrica, aumentado el rango de alcance de estos dispositivos que llegan a gestionar toda la información que pasa hacia un segmento de la red.
puede transmitir en la red. Todos los tipos de mensajes se tienen que convertir a bits, señales digitales codificadas en binario, antes de enviarse a sus destinos.
-LOS DISPOSITIVOS: Es necesario iniciar con lo básico para comenzar a entender la fuerza y la complejidad de las redes interconectadas que integran Internet. Y también existen otros dispositivos como teléfonos, cámaras, sistemas musicales, impresoras y consolas de juegos.
-EL MEDIO: La computadora debe estar conectada a una red local con cables o inalámbrica para enviar nuestro mensaje instantáneo a su destino.
MEDIOS DE TRANSICION
Constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Existen dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas.
*MEDIOS GUIADOS: conducen las ondas a través de un camino físico; ejemplo el cable coaxial, la fibra óptica y el par trenzado. *MEDIOS NO GUIADOS: proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen; ejemplo el aire y el vacío. *LIMITACIONES DE LA TRANSMISIÓN: velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la señal producida por la antena que el propio medio de transmisión.
MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS
-PARES TRENZADOS: Consiste en dos alambres de cobre aislados, en general de 1mm de espesor. Los alambres se entrelazan en forma helicoidal, como en una molécula de DNA. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se
encuentran a su alrededor. Estos se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital, y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de la distancia que recorre; en muchos casos pueden obtenerse transmisiones de varios megabits, en distancias de pocos kilómetros, debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares trenzados se utilizan ampliamente y es probable que se presencia permanezca por muchos años.
-CABLE COAXIAL: Consta de un alambre de cobre duro en su parte central, que constituye el núcleo el cual se encuentra rodeado por un material aislante, este material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de tejido trenzado, el conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. La construcción del cable coaxial produce una buena combinación y un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido.
-FIBRA ÓPTICA: Consta de tres secciones concéntricas. La más interna, el núcleo, consiste en una o más hebras o fibras hechas de cristal o plástico. Cada una de ellas lleva un revestimiento de cristal con propiedades ópticas distintas a las del núcleo. La capa más exterior que recubre una o más fibras, debe ser de un material opaco y resistente. Un sistema de transmisión por fibra óptica está formado por una fuente luminosa muy monocromática (generalmente un láser), la fibra encargada de transmitir la señal luminosa y un fotodiodo que reconstruye la señal eléctrica.
MEDIOS NO GUIADOS:
-RADIO ENLACES DE VHF Y UHF: Estas bandas cubren aproximadamente desde 55 a 550 Mhz. Son también omnidireccionales, pero a diferencia de las anteriores la ionosfera es transparente a ellas. Su alcance máximo es de un centenar de kilómetros, y las velocidades que permite del orden de los 9600 bps. Su aplicación suele estar relacionada con los radioaficionados y con equipos de comunicación militares, también la televisión y los aviones.
-MICROONDAS: Además de su aplicación en hornos, las microondas nos permiten transmisiones tanto terrestres como con satélites. Dada sus frecuencias, del orden de 1 a 10 Ghz, las microondas son muy direccionales y sólo se pueden emplear en situaciones en que existe una línea visual que une emisor y receptor. Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión del orden de 10 Mbps.
MODELO OSI
El modelo OSI está basado en un modelo de siete capas en donde cada capa individual tiene unas determinadas funciones las cuales debe realizar para que los paquetes de datos puedan viajar en la red desde el origen hasta el destino. Las capas son los siguientes:
- FÍSICO: es la encargada de transmitir los bits de información por la línea o medio utilizado para la transmisión, se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos componentes de la velocidad de transmisión, si esta es uní o bidireccional en donde también incluye aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas
- ENLACE: Puede decirse que esta capa traslada los mensajes hacia/ desde la capa física a la capa de red, especifica cómo se organizan los datos cuando se transmiten en un medio particular. Además del direccionamiento local, se ocupa de la detección y control de errores ocurridos en la capa física, del control del acceso a dicha capa y de la integridad de los datos y fiabilidad de la transmisión.
- RED: Esta capa se ocupa de la transmisión de los datagramas (paquetes) y de encaminar cada uno en la dirección adecuada
("Routing"), tarea esta que puede ser complicada en redes grandes como Internet, pero no se ocupa para nada de los errores o pérdidas de paquetes
- TRANSPORTE: Esta capa se ocupa de garantizar la fiabilidad del servicio, describe la calidad y naturaleza del envío de datos. P.E. esta capa define cuando y como debe utilizarse la retransmisión para asegurar su llegada. Para ello divide el mensaje recibido de la capa de sesión en trozos (datagramas), los numera correlativamente y los entrega a la capa de red para su envío. Durante la recepción, si la capa de Red utiliza el protocolo IP, la capa de Transporte es responsable de reordenar los paquetes recibidos fuera de secuencia.
- SESIÓN: Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y sincronización, aunque en realidad son pocas las aplicaciones que hacen uso de ella.
- PRESENTACIÓN: Esta capa se ocupa de los aspectos semánticos de la comunicación (describe la sintaxis de los datos a transmitir), estableciendo los arreglos necesarios para que puedan comunicar máquinas que utilicen diversa representación interna para los datos P.E. describe como pueden transferirse números de coma flotante entre equipos que utilizan distintos formatos matemáticos.
- APLICACIÓN: Esta capa describe como hacen su trabajo los programas de aplicación (navegadores, clientes de correo, terminales remotos, transferencia de ficheros etc.).
MODELO TCP-IP
dos hosts para comprobar que la conexión exista lógicamente para un determinado período. Esto se conoce como conmutación de paquetes.
- CAPA DE INTERNET: El propósito de la capa de Internet es enviar paquetes origen desde cualquier red en la internetwork y que estos paquetes lleguen a su destino independientemente de la ruta y de las redes que recorrieron para llegar hasta allí. El protocolo específico que rige esta capa se denomina Protocolo Internet (IP). En esta capa se produce la determinación de la mejor ruta y la conmutación de paquetes. Esto se puede comparar con el sistema postal. Cuando envía una carta por correo, usted no sabe cómo llega a destino (existen varias rutas posibles); lo que le interesa es que la carta llegue.
- CAPA DE ACCESO DE RED: El nombre de esta capa es muy amplio y se presta a confusión. También se denomina capa de host a red. Es la capa que se ocupa de todos los aspectos que requiere un paquete IP para realizar realmente un enlace físico y luego realizar otro enlace físico. Esta capa incluye los detalles de tecnología LAN y WAN y todos los detalles de las capas físicas y de enlace de datos del modelo OSI.
ALGUNAS SIMILITUDES ENTRE MODELO OSI Y TCP-IP
- Ambos se dividen en capas
- Ambos tienen capas de aplicación, aunque incluyen servicios muy distintos
- Ambos tienen capas de transporte y de red similares
ALGUNAS DIFERENCIAS MODELO OSI Y TCP-IP
- TCP/IP combina las funciones de la capa de presentación y de sesión en la capa de aplicación
- TCP/IP combina las capas de enlace de datos y la capa física del modelo OSI en una sola capa
- TCP/IP parece ser más simple porque tiene menos capas
Los protocolos TCP/IP son los estándares en torno a los cuales se desarrolló la Internet, de modo que la credibilidad del modelo TCP/IP se debe en gran parte a sus protocolos. En comparación, las redes típicas no se desarrollan normalmente a partir del protocolo OSI, aunque el modelo OSI se usa como guía
DIRECCIONAMIENTO IP
Es un número que identifica de manera lógica y jerárquica a una interfaz de un dispositivo (habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice el protocolo IP que corresponde al nivel de red o nivel 3 del modelo de referencia OSI. Esta dirección puede cambiar al reconectar; y a esta forma de asignación de dirección IP se denomina una dirección IP dinámica.
IP DINÁMICA.
Es una IP asignada mediante un servidor DHCP al usuario. La IP que se obtiene tiene una duración máxima determinada. El servidor DHCP provee parámetros de configuración específicos para cada cliente que desee participar en la red IP. Entre estos parámetros se encuentra la dirección IP del cliente. Estas actualmente ofrecen la mayoría de operadores y suelen cambiar cada vez que el usuario reconecta por cualquier causa.
*VENTAJAS: -Reduce los costos de operación a los proveedores de servicios internet (ISP).
*DESVENTAJAS: -Obliga a depender de servicios que redirigen un host a una IP. -Es ilocalizable; en unas horas pueden haber varios cambios de IP.
ASIGNACIÓN DE DIRECCIONES IP
versión 4, de los 32 bits que se tienen en total, se definen por defecto para una dirección clase A, que los primeros ocho (8) bits son para la red y los restantes 24 para host, en una dirección de clase B, los primeros 16 bits son la parte de red y la de host son los siguientes 16, y para una dirección de clase C, los primeros 24 bits son la parte de red y los ocho (8) restantes son la parte de host. Por ejemplo, de la dirección de clase A 10.2.1.2 sabemos que pertenece a la red 10.0.0.0 y el anfitrión o host al que se refiere es el 2.1.2 dentro de la misma.
La máscara se forma poniendo en 1 los bits que identifican la red y en 0 los bits que identifican al host. 6 De esta forma una dirección de clase A tendrá una máscara por defecto de 255.0.0.0, una de clase B 255.255.0.0 y una de clase C 255.255.255.0: los dispositivos de red realizan un AND entre la dirección IP y la máscara de red para obtener la dirección de red a la que pertenece el host identificado por la dirección IP dada.
Direcciones públicas y privadas Han cambiado mucho las cosas desde el comienzo de Internet hasta la actualidad. En un primer momento, la idea es que todos los dispositivos conectados a Internet tuvieran su dirección IP pública, aunque se dejaron unos pocos rangos de direcciones reservados para redes privadas que utilizaran los protocolos TCP/IP pero que no estuvieran conectados a Internet.
Pero el gran crecimiento de Internet provocó un cambio en este modelo de direccionamiento de forma que las direcciones IP públicas se reservaron fundamentalmente para routers, servidores y en general, dispositivos que necesitaran “visibilidad directa” en Internet. Mientras que la mayor parte de las redes comenzaron a utilizar direccionamiento privado.Para que el uso de direccionamiento privado fuera posible en equipos que necesitaban conexión con Internet se desarrolló una técnica llamada NAPT (Network Address and Port Translation) que normalmente se implementa en el router que conecta la red con Internet. Gracias a esta técnica, todos los dispositivos de una red pueden acceder a Internet utilizando la dirección pública del router. Se podría decir, que la dirección IP pública del router se comparte por todos los dispositivos de la red privada.
