Este documento describe los objetivos y componentes básicos de las redes de computadoras y la comunicación de datos. Los objetivos incluyen definir conceptos como conectividad y redes, describir los tipos de redes, y asimilar los componentes y usos de las redes. Se explican conceptos como recursos de comunicación, Internet, hardware de comunicación como módems y multiplexores, y canales de comunicación como líneas telefónicas y cable de fibra óptica.

1. [email_address] Año 2011 Prof. Mirian Ciria Mamani Mamani

2. OBJETIVO GENERAL Conocer los componentes y aplicación de las comunicaciones entre computadoras y sus componentes.

3. OBJETIVOS DE APRENDIZAJE Definir conceptos como conectividad y redes, y las aplicaciones de comunicación de datos. Detallar las funciones y operación de hardware para comunicación de datos. Ilustrar los diversos tipos de topologías de red de area local. Describir los tipos de redes. Asimilar las definiciones, componentes y usos de las Redes y la Comunicación de Datos.

4. REDES Y CONECTIVIDAD Conceptualizaciones Aplicaciones Comunicaciones Hardware de comunicaciones Redes

5. QUÉ ES UNA RED? La definición más comúnmente usada describe los métodos que la gente usa para mantener relaciones con amigos y contactos de negocios. Aplicado a las computadoras: Una red es un modo de conectar computadoras para que se puedan comunicar, intercambiar información y compartir recursos.

6. LA COMUNICACIÓN DE DATOS Es la transmisión electrónica de información entre computadoras u otros dispositivos de comunicación. El rápido crecimiento de la red mundial de computadoras llamada Internet hizo que la difusión de comunicación de datos se apresurara.

7. USOS DE UNA RED Permitir el acceso simultáneo a programas e información muy importantes. Permitir a la gente compartir equipo periférico, como impresoras y escáner. Hacer más eficiente la comunicación personal con el correo electrónico. Hacer más fácil el proceso de respaldo.

8. CARACTERISTICAS DE UNA RED CONFIABLE. Estar disponible cuando se le requiera, poseer velocidad de respuesta adecuada. CONFIDENCIAL. Proteger los datos sobre los usuarios de ladrones de información. INTEGRA. En su manejo de información.

9. REDES Y CONECTIVIDAD 1. Recursos de comunicaciones. 2. Carretera nacional de información e Internet. 3. Hardware y Canales de Comunicación. 4. Modo de Transmisión de datos. 5. Arquitectura de red. 6. Tipos de redes.

10. 1. RECURSOS DE COMUNICACIONES Aparatos de fax .a Sistemas de tablero electrónico .b Correo electrónico .c Sistemas de mensajes de voz .d Recursos compartidos .e Servicios en línea .f Las opciones de conectividad más relevantes que se conoce son las siguientes:

11. a. Aparatos de fax Explora la imagen de un documento, convirtiéndola en una señal susceptible de ser enviada por una línea telefónica a un aparato receptor; este último imprime la imagen en papel, sirviéndose de circuitos de fax-modem, función que perfectamente es desempeñada por una computadora.

12. B. SISTEMAS DE TABLERO ELECTRÓNICO Los STE (electronic bulletin board systems, BBS ), son tableros electrónicos de avisos y es la información colocada electrónicamente en una computadora a la que pueden acceder otras computadoras por líneas telefónicas. Ofrecen foros sobre amplia variedad de temas, a disposición de usuarios de computadoras enlazadas telefonicamente.

14. c. Correo electrónico Llamado también electronic mail , ofrece confidencialidad y puede emplear comunicaciones especiales instantáneas a cualquier parte del mundo, en vez de líneas telefónicas. Para su uso Se requiere de un nombre de usuario y una contraseña . Es sencillamente un archivo almacenado en un sistema de computo. Ejemplo de dirección de e-mail: [email_address] Transferencia Correo electrónico

15. d. Sistemas de mensajes de voz Son sistemas de cómputo enlazados a teléfonos que convierten la voz humana en bits digitales. Son semejantes a las máquinas contestadoras convencionales. Cuando el destinatario revisa su correo puede encontrar sus mensajes como en el momento preciso de haber sido transmitido su mensaje por determinada persona.

16. e. Recursos compartidos Uno de los aspectos más importantes de la conectividad es que permite que los usuarios de computadoras compartan hardware de alto costo, tales como impresoras láser, almacenamiento en cintas magnéticas, etc. además permite compartir estaciones de trabajo, datos e información. El presente esquema representa una relación de recursos.

17. f. Servicios en línea Los servicios en línea, ofrecen amplia variedad de actividades de gran utilidad para los usuarios de computadoras, tales como: Telecompras Banco en casa Inversiones Reservaciones de viajes Inscripciones a seminarios Etc.

18. 2. Carretera nacional de información e Internet La carretera nacional de información (NIH), es conocida también como infraestructura nacional de información (NII). Estas expresiones sirven para describir el futuro de las redes y computadoras de comunicación. Este acceso pondría a disposición de toda clase de personas los recursos de computación.

19. INTERNET Al frente de la NIH actual se encuentra Internet. Se trata de una extensa red de cómputo a disposición de casi cualquier persona con una computadora y medios para conectarse a ella. Una vez en internet, parecería que se está en una computadora gigantesca con extensiones en todo el mundo.

20. 2.1. Aplicaciones de Internet Internet es la base de las futuras redes de comunicaciones. Entre algunas de sus aplicaciones se puede mencionar: a. Transferencia de Correo Electrónico b. Participación en conversaciones públicas c. Copia de archivos d. Ejecución de Programas.

21. a. Transferencia de Correo Electrónico El envío y recepción de correo electrónico es uno de los servicios más populares de Internet. Usted puede enviar un mensaje a cualquier persona en cualquier lugar del mundo si sabe su dirección de e-mail (Ejemplo: [email_address] ) y tiene acceso a Internet. Go to e-mail

22. b. Participación en conversaciones públicas Por medio de Internet puede intervenir y escuchar conversaciones y debates sobre una amplia variedad de temas. Se basa en el sistema UseNet( Red especial que soporta grupos de informacion ). Este sistema crea un foro electrónico de partes interesadas en un tema en particular.

23. c. Copia de archivos Se hace desde Archivos de bases de datos remotas: El servicio de Internet llamado FTP (Protocolo de transferencia de archivosl), permite conocer nombres de archivos y copiarlos de otras computadoras en Internet. Existen más de 1500 ubicaciones de FTP con acceso a millones de archivos a disposición del público.

24. d. Ejecución de Programas Los programas en computadoras remotas: El servicio de Internet llamado TELNET convierte una computadora en terminal de otras computadoras en Internet. Permite ejecutar programas seleccionados de otras computadoras. Por ejemplo usted puede tener acceso a aplicaciones en una biblioteca o universidad cercana.

25. Telnet Es un servicio de Internet que le permite a usted, conectarse con una computadora anfitriona, tener acceso a ella y ejecutar programas instalados en ella. La computadora NASA SPACElink, permite acceso público gratuito. Su dirección es spacelink.msfc.nasa.gov . Este enlace fue diseñado originalmente para profesores de ciencias pero actualmente esta disposición del público.

26. 2.2. Utilidades de Internet Se dispone de varios programas o utilidades para localización y uso de los recursos de Internet. Dos de los programas de uso más extendido son: Gopher: programa que facilita acceder a otras computadoras en la red. World Wide Web: ayuda a los usuarios a buscar y recuperar información en Internet y brinda enlaces de hipertexto, los que permiten que los usuarios pasen facilmente de los recursos de una computadora a los de otra.

27. 3. Hardware y canales de comunicación Se usa hardware de comunicación de datos para transferir información digital entre las terminales y las computadoras. Los componentes básicos del hardware de comunicaciones son: El modem Host b . El multiplexor c . El ruteador

28. a. El modem El modem: (modulador-demodulador ) , convierte las señales digitales en señales analógicas para que se puedan transmitir datos a través de las líneas telefónicas. En otras palabras, convierte las señales de la computadora a un formato que pueda transmitirse telefonicamente, en el otro extremo de la línea se convierten de nuevo en señales de computadora.

29. b. Host Cualquier sistema de cómputo que se conecta a una interred y ejecute una aplicación. Puede ser una computadora personal o una maiframe. La memoria puede ser grande o pequeña. Los protocolos TCP/IP permiten que cualquier par de hosts se comuniquen, a pesar de las diferencias de hardware. Más información en REDES DE COMPUTADORAS, INTERNET E INTERREDES De Douglas E. Comer, Editorial Prentice Hall, 1ª Edición 1997.

30. c. El multiplexor Es una extensión del procesador de primer plano que se localiza línea abajo, cerca de un sitio remoto. Reune los datos de varios dispositivos como terminales e impresoras. Después los concentra y envía. También recibe la salida del host y las distribuye hacia las terminales remotas correspondientes.

31. d. El ruteador (ROUTER) Las redes usan gran variedad de protocolos de comunicación y de sistemas operativos, volviéndose incompatibles, siendo el motivo po el cual se ha implementado el uso del ruteador . Al recibir un mensaje , el ruteador realiza la conversión necesaria de protocolo y enruta el mensaje a su destino.

32. Canales de comunicación a. Líneas telefónicas b. Cable coaxial c. Cable de fibra óptica d. Microondas e. Satélites Los datos pueden circular por cinco tipos de canales de comunicaciones:

33. a. Líneas telefónicas Las líneas telefónicas han sido el medio estádar de transmisión de voz y de datos, desde hace años. Consisten en cables compuestos por ciertos alambres de cobre, llamados pares trenzados y culmina en un conector telefónico.

34. b. Cable coaxial Es un cable de transmisión de alta frecuencia, sustituye los múltiples alambres de líneas telefónicas por un sólo núcleo de cobre macizo. Tiene una capacidad 80 veces mayor que el par trenzado. Se usa generalmente para enlazar redes de computadoras.

35. c. Cable de fibra óptica En este caso, los datos se transmiten en calidad de pulsaciones de luz a lo largo de conductos de vidrio. Características: La capacidad de transmisión es 26,000 mayor que la del par trenzado. Son inmunes a la interferencia electrónica. Transmiten a la velocidad de la luz.

36. d. Microondas En este canal, el medio no es una sustancia sólida sino el aire. Los microondas son ondas de radio de alta frecuencia que viajan en líneas rectas por el aire por tal motivo solo puede transmitir a distancias cortas. Ejemplo: Envío de datos entre edificios. Si son mayores distancias, deben ser colocadas antenas en sitios suficientemente altos.

37. e. Satélites Satélite es un artefacto de comunicaciones, orbitando a unos 35,400 km sobre la tierra. Giran en un punto y velocidad preciso sobre el planeta. También sirven como estaciones de relevo de microondas. Son capaces de transmitir grandes volumenes de datos.

38. 4. Modo de transmisión de datos 4.1.El ancho de banda 4.2. La transmisión en serie y en paralelo 4.3. La dirección del flujo de datos 4.4. Modos de transmisión 4.5. Los protocolos. Existen aspectos técnicos que influyen en la comunicación de datos. Estos son:

39. 4.1. Ancho de banda Los diferentes canales de comunicaciones tienen distinta velocidad para la transmisión de datos. A la capacidad de transmisión de un canal en bits por segundo se le llama ancho de banda . Este puede ser de 3 tipos: a. Banda de voz b. Banda media c. Banda ancha

40. a. Banda de voz Es el ancho de banda de una línea telefónica estándar y se le usa a menudo para la transmisión con integración de computadoras. Su velocidad va de 9,600 a los 28,800 bps, aunque con equipo especial es posible alcanzar velocidades mayores.

41. b. Banda media Es el ancho de banda de líneas especiales que se usan sobre todo para mini y macrocomputadoras: su transmisión es de 56,000-264 millones de bps.

42. c. Banda ancha Incluye los canales de microondas, satélites, cable coaxial y cable de fibra óptica. Empleado para computadoras de alta velocidad. Su escala es de 56,000 a 30 mil millones de bps.

43. 4.2. La transmisión de datos en serie Trans en serie. Los bits fluyen en una serie o corriente contínua, como autos que cruzaran un puente de un solo carril. Es el más común para el envío de datos por líneas telefónicas. Por tal motivo a la conexión del módem en una computadora se le conoce como puerto en serie.

44. La transmisión de datos en paralelo Los bits fluyen de manera simultánea por líneas separadas. Se asemejan a automóviles que se desplazan juntos a la misma velocidad en una autopista con múltiples carriles. Se emplea para la transmisión a distancias cortas. Ejemplo: Salida hacia una impresora.

45. 4.3. La dirección del flujo de datos Comunicación Simplex .a Comunicación Semiduplex .b Comunicación Duplex Bidireccional .c Existen 3 modalidades de flujo de datos en un sistema de comunicación de datos:

46. a. La comunicación simplex Es similar al desplazamiento de automoviles por una calle de un solo sentido y de un solo carril. Es una comunicación en serie.

47. b. Comunicación semiduplex Los datos fluyen en ambas direcciones pero no simultaneamente, esto se asemejaría al tráfico por un puente de un sólo carril.

48. c. Comunicación duplex bidireccional Los datos se transmiten a un lado y al otro al mismo tiempo, como en el caso del tránsito por una calle de dos sentidos. Se trata evidentemente de la modalidad mas rápida y eficiente de comunicación bidireccional.

49. 4.4. Modos de transmisión de datos. Los datos pueden enviarse por 2 tipos de transmisión: Transmisión asíncrona. Los datos se envían un byte por vez. Transmisión síncrona. Envío de varios bytes o un bloque por vez. Para cronometrar su transmisión se hace necesario el uso de un reloj de sincronización.

50. 4.5. Protocolos Para que la transmisión sea exitosa, emisor y receptor deben seguir una serie de reglas de comunicación para el intercambio de información, lo que comunmente se conoce como Protocolo. Los protocolos deben observar ciertos estándares. El primer conjunto estándar de circulación fue el de IBM.

51. 5. Arquitectura de red Términos: Nodo .a Cliente y Servidor .b Sistema Operativo de Redes .c Procesamiento distribuído .d Computadora anfitriona .e Modelo OSI. f La arquitectura de red describe la forma en la que está configurada una red de cómputo y las estrategias que emplea.

52. a. Nodo Cualquier dispositivo conectado a una red . Puede tratarse de una computadora, una impresora o un dispositivo para el almacenamiento de datos.

53. TARJETAS DE RED Cada nodo de la red, o sea la estación de trabajo o servidor de archivos, debe contar con una tarjeta de red. la tarjeta de red de el servidor de archivos puede ser ligeramente diferente de las utilizadas en las estaciones de trabajo. Ana Mercedes Cáceres Mayor información en: http://www.pasarlascanutas.com/tarjeta_de_red/tarjeta_de_red.htm

54. b. Cliente y Servidor Cliente es un nodo que solicita y usa los recursos disponibles de otros nodos. Por lo general, el cliente es la computadora de un usuario, conocida también como estación de trabajo. Servidor es un nodo que comparte recursos con otros nodos. Dependiendo de cuáles sean los recursos, se le puede llamar servidor de archivos, servidor de impresoras, servidores de comunicaciones o servidor de base de datos.

55. c. Sistema operativo de redes Controlan y coordinan las actividades entre computadoras enlazadas en red. Estas actividades incluyen comunicación electrónica y el compartimiento de información y recursos . Como ejemplo se puede citar Windows Nt, Novell, Unix, Linux, etc.

56. SOFTWARE DE APLICACIÓN En última instancia, todos los elementos anteriores, son el funcionamiento para que el usuario de cada estación, pueda utilizar sus programas y archivos específicos. Este software puede ser tan amplio como se necesite ya que puede incluir procesadores de palabra, paquetes integrados, sistemas administrativos de contabilidad y áreas afines, sistemas especializados (Por ejemplo control de producción), correos electrónico, etc.

57. d. Procesamiento distribuído Este tipo de procesamiento, se localiza y comparte en diferentes sitios. Es común en organizaciones descentralizadas en donde las oficinas divisionales cuentan con sus propios sistemas de cómputo.

58. e. Computadora anfitriona Computadora central de gran tamaño, por lo general una mini o macrocomputadora. Una computadora anfitriona también es un servidor

59. MODELO OSI En 1984, la Organización Internacional de Estandarización (ISO) desarrolló un modelo llamado OSI (Open Systems Interconection, Interconexión de sistemas abiertos). El cual es usado para describir el uso de datos entre la conexión física de la red y la aplicación del usuario final. Este modelo es el mejor conocido y el más usado para describir los entornos de red.

60. Red en estrella Red de bus Red en anillo Red jerárquica 5.1.Topología de las Redes Una red puede ordenarse o configurarse de varias maneras. A esta disposición se le llama Topología de la Red. Las 4 principales son las siguientes:

61. Red en estrella Consiste en varias computadoras o dispositivos periféricos enlazadas con una unidad central. Cada dispositivo conectado en red pregunta si tiene un mensaje que enviar, tras lo cual se le permite enviar sus mensajes por turnos. Una de las ventajas es que puede servir para ofrecer un servicio de tiempo compartido .

62. Red de bus Cada dispositivo en red se encarga de su propio control de comunicaciones. En este caso no existe una computadora anfitriona. Todas las comunicaciones viajan por un cable en comun de conexion, cada dispopsitivo la examina para comprobar si va dirigida a él.

63. Red en anillo Cada dispositivo se conecta a otros dos, formándose así un anillo. No hay computadora o servidor de archivos central. Los mensajes recorren el anillo hasta llegar a su destino. Son útiles en organizaciones descentralizadas.

64. Red jerárquica Este tipo de red es conocida como Red Híbrida, se compone de varias computadoras enlazadas a una computadora anfitriona central, como el caso de la red en estrella. No obstante las primeras computadoras son a su vez anfitrionas de otras mas pequeñas o de dispositivos periféricos.

65. Redes de Area Local. Redes de Area Metropolitana. Redes de Areas Extensas. 6. Tipos de Redes Las redes de comunicaciones difieren a dimensiones geográficas. Pueden extenderse sobre una ciudad o incluso en escalas internacionales, es por ello que pueden distinguirse 3 tipos de redes:

66. A las redes con computadoras y dispositivos periféricos en estrecha proximidad física, (dentro del mismo edificio por ejemplo) se le llama Local Area Network (Redes de area Local LAN ). Las LAN suelen responder a la modalidad de organización de bus. Este tipo de red cuando no posee conexión con otras ciudades, porque no está conectada a una red de área extendida, se le llama Red Interna ( Intranet ). Redes de Area Local ( LAN )

67. La Metropolitan Area Network MAN, sirven de enlace entre edificios de oficinas dentro de una ciudad. Los sistemas telefónicos celulares amplian la flexibilidad de las MAN, ya que permiten el establecimiento de enlaces con teléfonos de automóviles y portátiles. Redes de Area Metropolitana ( MAN )

68. Las Wide Area Network WAN (Redes de Area Extensa), son redes a escala nacional e internacional. Utilizan relevadores de microondas y satélites para llegar a usuarios a lo largo de grandes distancias. Una de las WAN de más amplio uso es Internet. Redes de Areas Extensas ( WAN )

69. Algunas redes de área amplia están conectadas mediante líneas rentadas a la compañía telefónica (destinadas para este propósito), soportes de fibra óptica y, otras por medio de sus propios enlaces terrestres y aéreos de satélite. Las redes de las grandes universidades pueden incluso contar con sus propios departamentos de telecomunicaciones que administran los enlaces entre las instalaciones y los satélites. Tienen la característica de que la distancia entre las computadoras es amplia (de un país a otro, de una cuidad a otra, de un continente a otro).

70. Ejemplo de una Red de Área Amplia de una Universidad. Tal como se ilustra en la figura, una red de área amplia podría ser la red constituida en una universidad en la que se han conectado las redes de área local existentes en cada uno de los distintos departamentos o facultades.

71. LAN Y WAN

72. Bibliografía LONG Larry. INTRODUCCION A LAS COMPUTADORAS Y A LOS SISTEMAS DE INFORMACION. Editorial Prentice Hall. México. 1999. COMER E. Douglas. REDES DE COMPUTADORAS. Editorial Prentice Hall. México. 1997. GS Comunicaciones. TELECOMUNICACIONES: REDES DE DATOS. Editorial McGraw Hill. México. 1998. BROWN Todd . REDES PARA TODOS. Editorial Prentice Hall. México. 1995.