Este documento habla sobre redes informáticas. Explica conceptos como tipos de redes según su alcance como PAN, LAN, WAN. También describe la historia de las redes y componentes como tarjetas de red, cables, protocolos TCP/IP y el modelo OSI. Resalta que una red permite compartir información y recursos entre ordenadores interconectados y que existen estándares y protocolos para que los dispositivos se comuniquen.

1. REDES INFORMÁTICAS
UWEIMAR ALIRIO DORADO VASQUEZ
ADMINISTRACIÓN DE SISTEMAS
TERCER SEMESTRE
INSTITUTO TÉCNICO ESCUELA AMERICANA DE NEGOCIOS
ITEAN
2012
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2. CONTENIDO
CONCEPTO DE RED
CLACIFICACIÓN DE LAS REDES
HISTORIA DE LAS REDES INFORMÁTICAS
TRANSMICIÓN DE DATOS EN UNA RED
PROTOCOLOS DE UNA RED
PROTOCOLO TCP/IP
MODELO OSI
TOPOLOGIA DE RED
TARJETA DE RED
CONECTORES Y CABLES
ROUTERS SWITCH
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3. REDES INFORMATICAS
Concepto de red
Una red es un sistema de interconexión de ordenadores que permiten
Compartir información y recursos. La instalación de una red, supone la unión de
todos aquellos elementos que antes trabajaban de manera aislada. De esta forma
se crea un sistema de comunicación que elimina los problemas de distancia y
facilitan compartir los elementos disponibles.
CLASIFICACION DE LAS REDES.
Una red puede recibir distintos calificativos de clasificación en base a distintas
taxonomías: alcance, tipo de conexión, tecnología, etc.
Por alcanceRed de área personal, o PAN (Personal Area Network) en inglés, es
una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la
computadora cerca de una persona.
Red inalámbrica de área personal, o WPAN (Wireless Personal Area Network), es
una red de computadoras inalámbrica para la comunicación entre distintos
dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares,
PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Estas redes
normalmente son de unos pocos metros y para uso personal, así como fuera de
ella. El medio de transporte puede ser cualquiera de los habituales en las redes
inalámbricas pero las que reciben esta denominación son habituales en Bluetooth.
Red de área local, o LAN (Local Area Network), es una red que se limita a un área
especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o
un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de localización.
No utilizan medios o redes de interconexión públicos.
Red de área local inalámbrica, o WLAN (Wireless Local Area Network), es un
sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible, muy utilizado como
alternativa a las redes de área local cableadas o como extensión de estas.
Red de área de campus, o CAN (Campus Area Network), es una red de
computadoras de alta velocidad que conecta redes de área local a través de un
área geográfica limitada, como un campus universitario, una base militar, hospital,
etc. Tampoco utiliza medios públicos para la interconexión.
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4. Red de área metropolitana (metropolitan 4rea network o MAN, en inglés) es una
red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica más
extensa que un campus, pero aun así limitado. Por ejemplo, un red que
interconecte los edificios públicos de un municipio dentro de la localidad por medio
de fibra óptica.
Redes de área amplia, o WAN (Wide Area Network), son redes informáticas que
se extienden sobre un área geográfica extensa utilizando medios como: satélites,
cables interoceánicos, Internet, fibras ópticas públicas, etc.
Red de área de almacenamiento, en inglés SAN (Storage Area Network), es una
red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de
soporte, permitiendo el tránsito de datos sin afectar a las redes por las que
acceden los usuarios.
Red de área local virtual, o VLAN (Virtual LAN), es un grupo de computadoras con
un conjunto común de recursos a compartir y de requerimientos, que se
comunican como si estuvieran adjuntos a una división lógica de redes de
computadoras en la cual todos los nodos pueden alcanzar a los otros por medio
de broadcast (dominio de broadcast) en la capa de enlace de datos, a pesar de su
diversa localización física. Este tipo surgió como respuesta a la necesidad de
poder estructurar las conexiones de equipos de un edificio por medio de
software,[11] permitiendo dividir un conmutador en varios virtuales.
POR TIPO DE CONEXIÓN
El cable coaxial se utiliza para transportar señales electromagnéticas de alta
frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo y
uno exterior denominado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y
retorno de las corrientes; los cuales están separados por un material dieléctrico
que, en realidad, transporta la señal de información.
El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos conductores
eléctricos aislados son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar
la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes. Dependiento de la red
se pueden utilizar, uno, dos, cuatro o más pares.
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de
datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por
el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.
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5. MEDIOS NO GUIADOS
Red por radio es aquella que emplea la radiofrecuencia como medio de unión de
las diversas estaciones de la red.
Red por infrarrojos, permiten la comunicación entre dos nodos, usando una serie
de leds infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores de ondas infrarrojas
entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita al otro para realizar la
comunicación por ello es escasa su utilización a gran escala. No disponen de gran
alcacen y necesitan de visibilidad entre los dispositivos.
Red por microondas, es un tipo de red inalámbrica que utiliza microondas como
medio de transmisión. Los protocolos más frecuentes son: el IEEE 802.11b y
transmite a 2,4 GHz, alcanzando velocidades de 11 Mbps (Megabits por segundo);
el rango de 5,4 a 5,7 GHz para el protocolo IEEE 802.11ª; el IEEE 802.11n que
permite velocidades de hasta 600 Mbps; etc.
HISTORIA DE LAS REDES INFORMÁTICAS
Fue creada gracias a aportes teóricos surgidos desde los añossesenta. Una
década después con el surgimiento de ARPANET (la red de ARPA — Advanced
Research Project Agency—que luego sería DARPA por la participación del
Departamento de
Defensa de los EEUU) y sumando otras innovaciones como la comunicación por
conmutación de paquetes y la adopción de un protocolo estándar (1972), o la
aparición de la www y los primeros navegadores web (1995); Internet terminaría
cambiando y creciendo transformándose en lo que es hoy.
TRANSMICION DE DATOS EN UNA RED
Para transmitir datos desde una estación a otra, estos son empaquetados y
depositados en la red para que pueda leerlos la estación de destino. Cada vez
debe transmitir una sola estación. Las estaciones deben estar siempre a la
escucha para reconocer cuando llega un paquete para ella. En ocasiones dos o
más estaciones intentan enviar paquetes al mismo tiempo, esto produce un error
llamado colisión, y obliga a que ambas intenten enviar de nuevo el paquete
cuando la red esté libre.Por todo ello observamos que la red debe compartir entre
todas la estaciones el ancho de banda, de manera que cuantas más estaciones,
mayor será la probabilidad de que se produzcan colisiones de datos y por lo tanto
menor será la velocidad de transmisión de datos.
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6. PROTOCOLOS DE RED
• Son las reglas y especificaciones técnicas que siguen los dispositivos
conectados. Si cada uno de ellos
“hablase” de manera distinta, la comunicación se haría imposible.
Existen diversos protocolos, estándares y modelos que determinan el
funcionamiento general de las redes. Destacan el modelo OSI y el TCP/IP. Cada
modelo estructura el funcionamiento de una red de manera distinta. El modelo OSI
cuenta con siete capas muy definidas y con funciones diferenciadas y el TCP/IP
con cuatro capas diferenciadas pero que combinan las funciones existentes en las
siete capas del modelo OSI.[4] Los protocolos están repartidos por las diferentes
capas pero no están definidos como parte del modelo en sí sino como entidades
diferentes de normativas internacionales.
Existen múltiples protocolos para la diversidad de comunicaciones que se pueden
establecer. Para el intercambio de información en Internet se utiliza
fundamentalmente el protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet
Protocol, protocolo de control de transmisiones.
EL PROTOCOLO TCP/IP
Es necesario un mecanismo que prevenga y/o resuelva el problema de que varias
estaciones que comparten el sistema de transmisión transmitan de forma
ordenada y una cada vez, así como el orden origen y destino de los paquetes.
Para ello se han implementado los llamados protocolos. El protocolo TCP/IP, en
realidad no se trata de un solo protocolo de red sino de una familia de protocolos
con diferentes prestaciones.
Formado por dos protocolos:
TCP (Transmisión control Protocol)es un servicio encargado de asegurar la
transmisión, su orden y orientado a la conexión. Desde el punto de vista de las
aplicaciones se encarga de que el caudal de datos llegue completo y ordenado
hasta la computadora remota.
UDP (User Datagram Protocol)
UDP, es un servicio no asegurado y sin conexión. Crea paquetes por la aplicación.
El orden de llegada y la llegada no está garantizado. Sirve para aplicaciones que
transmiten datos y no pueden esperar la respuesta de si han llegado o no.
ICMP (Internet Control Message Protocol)
ICMP, no puede ser usado por el usuario, ya quees un servicio que se encarga de
transmitir erroresy de controlar las computadoras que intercambiandatos.
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7. IGMP (Internet Group Management Protocol)
IGMP, controla el comportamiento de las computadoras utilizando IP -Multicast.
Envía a todas ellas órdenes simultáneas. Todas las redes en el mundo que estén
interconectadas vía TCP/IP, forman una sola red que se suele llamar Internet.
IP (Internet Protocol).
El IP es un protocolo de red que se encarga de la transmisión de paquetes de
información. Cada paquete se comporta como un elemento independiente del
resto y cada uno de ellos puede ir por caminos diferentes. Este protocolo no
controla la recepción ni el orden correcto de los paquetes, pero debido a su
sencillez y bajo costo es el que más se utiliza actualmente
También se emplean el FTP (File Transfer Protocol, protocolo de transferencia de
archivos), HTTP (HiperText Transport Protocol, protocolo de transferencia de
hipertexto), SHTTP (Secure HTTP, HTTP asegurado) y SMTP (Simple Mail
Transfer Protocol, protocolo de transferencia de correo simple).
MODELO OSI
El modelo OSI (Open Systems Interconnection) fue creado por la ISO y se
encarga de la conexión entre sistemas abiertos, esto es, sistemas abiertos a la
comunicación con otros sistemas. Los principios en los que basó su creación eran:
una mayor definición de las funciones de cada capa, evitar agrupar funciones
diferentes en la misma capa y una mayor simplificación en el funcionamiento del
modelo en general.
LAS SIETE NIVELES DEL MODELO OSI
Nivel físico
El nivel físico se encarga de las tareas de transmisión física de las señales
eléctricas (o electromagnéticas) entre los diferentes sistemas.
Las limitaciones del nivel físico (equipos de transmisión y recepción, medios de
transmisión, amplificadores, etc.) imponen otras al resto del sistema: por un lado,
limitan la velocidad de transmisión (en bits por segundo) y, por otro, hacen
aparecer una probabilidad de error, el porcentaje de bits erróneos que llegan a
destino.
La primera limitación es casi insalvable partiendo de un medio de transmisión
dado, puesto que los parámetros físicos de este último imponen un límite superior
no superable por medio de una mejora tecnológica. Los medios de transmisión
poseen una capacidad de transmisión acotada y la electrónica que utilizamos para
llevar a cabo las transmisiones puede mejorar la velocidad de transmisión, pero no
superar este límite. Esta limitación viene dada por el ancho de banda, o anchura
del espectro eléctrico, que puede atravesar el medio de transmisión (doblar el
ancho de banda significa que se puede doblar la velocidad de transmisión) y por la
imposibilidad práctica de recibir la señal libre de cualquier interferencia.
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8. Nivel de enlace
El nivel de enlace es el primero de la torre OSI que se basa en software,
algoritmos y protocolos. Su misión principal es dar fiabilidad a la transmisión de las
señales eléctricas o electromagnéticas que proporciona el nivel físico, lo que se
puede conseguir si las cotas de error son inferiores al 1%. Se añaden bits
adicionales a los que forman el mensaje para poder detectar errores de
transmisión y pedir su retransmisión.
Para ello, es preciso conferir una estructura a los bits: se agrupan en pequeños
bloques denominados tramas, que contienen los bits de mensaje, los bits añadidos
para detectar errores y diferentes campos de control, tales como el número de
trama.
El transmisor calcula estos bits adicionales a partir del resto por medio de una
operación que el receptor conoce y aplica igualmente. Siel receptor detecta una
discrepancia entre los bits adicionales (redundantes)y los que ha calculado a partir
del resto, detecta que el bloquees erróneo y pedirá su retransmisión.Además del
control de errores, el nivel de enlace lleva a cabo otratarea importante: el control
de flujo.
El receptor debe procesar las tramas a medida que las recibe. En algunos casos,
este proceso comporta un gasto de tiempo mínimo, teniendo en cuenta la
velocidad de transmisión (por ejemplo, guardar los datos en disco); sin embargo,
puede haber casos en que este proceso sea costoso. En esta situación, el
receptor necesita un mecanismo que notifique al transmisor que debe detener
momentáneamente la transmisión con el objetivo de disponer del tiempo necesario
para llevar a cabo esta tarea.
El nivel de enlace no sólo sirve para controlar líneas punto a punto, sino también
para controlar líneas compartidas por diferentes terminales (redes de área local).
Nivel de red
El nivel de red es el que permite que pueda haber más de dos máquinas
involucradas en las interconexiones. Si sólo se tuviese el nivel de enlace, esto no
sería posible. El nivel de enlace se ocupa de que los bits lleguen de una lado a
otro, por lo tanto, sólo permite interconectar dos máquinas. Para poder
interconectar más de dos máquinas, necesitamos identificarlas y conectarlas de
alguna manera. Ésta es la tarea del nivel de red.
Ya hemos visto que las redes de conmutación de paquetes constituyen el tipo de
red más eficiente para transmitir datos desde diferentespuntos de vista: uso de
recursos, coste, capacidad de mantener distintasconexiones simultáneas, etc. El
modelo OSI, por tanto, sólo hablade redes de conmutación de paquetes.
En el nivel de red se distingue entre estaciones terminales y nodos de
conmutación:Los nodos de conmutación disponen de diferentes enlaces hacia
otros nodos o hacia terminales, y son los que permiten que los paquetes viajen por
la red desde una estación terminal a otra.
Existen dos tipos de redes de conmutación de paquetes:
• Redes que funcionan en modo datagrama. Podríamos decir que este tipo de
redes son las básicas, puesto que incorporan la funcionalidadmínima para que un
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9. grupo de nodos y de terminales interconectados puedan hacer pasar información
de un punto a otro.
El problema de las redes en modo datagrama radica en la dificultad de garantizar
la entrega correcta y completa de la información, puesto que los diferentes
paquetes que forman la transmisión no mantienen un vínculo conocido por la red.
Los paquetes pueden llegar fuera de orden, duplicados, o incluso se pueden
perder sinque la red pueda hacer gran cosa al respecto. Se deja al terminal
receptor la responsabilidad de restaurar los posibles daños que haya tenido el
paquete durante la transmisión.
• Redes que funcionan en modo circuito virtual. Estas redes pueden garantizar que
la entrega de los paquetes sea correcta y completa, y lo hacen aportando el
concepto de conexión propio de las redes de conmutación de circuitos. Es el
circuito virtual. Este último permite agrupar los paquetes relacionados de manera
que el receptor los recibe correctamente sin problemas de orden, duplicación o
pérdida.
La asignación de direcciones es uno de los conceptos básicos del nivel de red. Le
permite, como sistema distribuido pero único, decidir cuál de los múltiples
terminales es el destinatario final de cada paquete.
El direccionamiento constituye el procedimiento que permite a este sistema
distribuido conducir la información por los diferentes nodos de origen a destino,
minimizando el trayecto y el tiempo de tránsito, optimizando recursos, etc.
Nivel de transporte
El nivel de transporte permite una conexión fiable sobre cualquier tipo de red
(fiable o no). En las redes de conmutación de paquetes en modo datagrama es
donde este nivel revela su importancia, puesto que es el responsable de controlar
las posibles deficiencias de las transmisiones.
La función principal de este nivel consiste en asegurar la calidad de transmisión
entre los terminales que utilizan la red, lo que implica recuperar errores, ordenar
correctamente la información, ajustar la velocidad de transmisión de la información
(control de flujo), etc.
Niveles de sesión, presentación y aplicación
Estos tres niveles se suelen explicar de manera conjunta, puesto que existen
pocos ejemplos prácticos de protocolos de sesión y de presentación.
Además, la arquitectura Internet delega todos los trabajospor encima de transporte
a la aplicación. No obstante, en el modelo
OSI están definidos como tres niveles diferentes e independientes, con
atribuciones propias.
El nivel de sesión es, en teoría, el encargado de gestionar las conexiones de larga
duración, la recuperación de caídas de red de manera transparente y los
protocolos de sincronía entre aplicaciones.
El nivel de presentación se encarga de conseguir que las diferentes plataformas
(sistemas operativos, procesadores, etc.) se puedan entenderal conectarse por
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10. medio de una misma red. Dicho de otra manera, soluciona el problema de la
heterogeneidad definiendo una manera universal de codificar la información. Dicha
codificación puede tener propiedades de eficiencia (por medio de la compresión,
por ejemplo), propiedades de confidencialidad (por medio de la criptografía),
etc.
En el nivel de aplicación residen los programas. En este nivel podemos encontrar
servidores, clientes que acceden a estos últimos, aplicaciones que trabajan según
un modelo simétrico (peer-to-peer), etc.
Topología de redes
Otra forma de clasificar las redes es según la disposición de las estaciones que la
componen. A esto se le llama topología de la red. Algunas de las topologías más
utilizadas son las siguientes.
Topología en Anillo
Consiste en conectar las estaciones una en serie con la otra formando un anillo
cerrado. La información debe pasar de una estación a otra hasta que llega al
destinatario de la misma, generalmente la información es de tipo unidireccional.
Un inconveniente de esta topología es que si una estación se avería la red deja de
funcionar adecuadamente.
Topología en Bus
Consiste en conectar todas las estaciones a un bus común.
La ventaja de esta topología es que no necesitan estar conectadas todas las
estaciones a la red.
Por otra parte es muy fácil incrementar o decrementar el número de estaciones de
la red.
Los paquetes de la red llegan a todas las estaciones, y ellas deben recoger sólo
los que sonpara ellas.
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11. Topología en Estrella
Consiste en conectar todas las estaciones a un nodo común, conocido con el
nombre de concentrador, Hub, Switch, Router, Gateway, etc.
Esta topología es una variante de la topología en bus, el concentrador se encarga
de conmutar los datos entre las distintas estaciones. Dependiendo del elemento
utilizado como nodo (Hub, Router...) los datos llegan a todas o sólo a la estación
adecuada, con el consiguiente ahorro de ancho de banda de datos para el resto
de estaciones.
En la actualidad es el sistema más extendido.
Topología en Árbol
La topología en árbol aparece como desarrollo de
la interconexión de varias topologías en estrella.
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12. NIC (NETWORK CARD INTERFACE),
Es una tarjeta de red,con la cual se puedan enviar y recibir paquetes de datos
desde y hacia otras computadoras, empleando un protocolo para su comunicación
y convirtiendo a esos datos a un formato que pueda ser transmitido por el medio
(bits, ceros y unos).Cabe señalar que a cada tarjeta de red le es asignado un
identificador único por su fabricante, conocido como dirección MAC (Media Access
Control), que consta de 48 bits (6 bytes). Dicho identificador permite direccionar el
tráfico de datos de la red del emisor al receptor adecuado.
Tarjetas de red
La tarjeta de red es un hardware imprescindible en cada ordenador para poder
comunicarlos. Existen varios tipos de tarjetas, las más utilizadas son de
100 Mb, compatibles con la Novell NE2000, utilizando el protocolo IEEE 802.3.
Disponen de una conexión con ocho hilos sobre un conector RJ-
45, parecido al del teléfono, o bien una conexión con cable coaxial de tipo BNC
además de la conexión al bus del ordenador. Incluso puede que disponga de los
dos tipos de conexiones.
En la actualidad el hardware de red ya viene implementado sobre la placa base en
un buen número de equipos.
Conectores, cables
Cuando lo que deseamos es implementar una red de topología anillo o bus, se
utiliza el cable coaxial para la misma, mientras en topología estrella, denominada
Ethernet 100 Base T, se emplea los pares de cables trenzados.
Las redes de cable coaxial utilizan:
El adaptador en T del tipo BNC.
Las cargas de 50 W en los extremos del cable para que no haya onda
estacionaria.
Cable coaxial fino de 50 W del tipo RG 58.
Conector BNC macho para el cable RG 58.
Las redes Ethernet 100 Base T, utilizan:
Conector RJ45.
Cable de 4 pares trenzados.
Concentrador Hub, Router o Switch. En el caso de dos ordenadores no es
necesario el concentrador si se confecciona el cable de forma adecuada.
El cable de pares puede ser sin apantallar (UTP
Unshielded Twisted Pair) o apantallado (STP
Shielded Twisted Pair), teniendo este último mejores prestaciones. La categoría
del cable, define la velocidad, así encontraremos las siguientes categorías:
Cable modular plano para RJ 45: hasta
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13. 1Mbps.
Categoría 3: velocidad máxima de datos
10 Mbps.
Categoría 4: velocidad máxima de datos
16 Mbps.
Categoría 5: velocidad máxima de datos
100 Mbps.
Categorías 6 y 7: capaz de superar 1
Gbps.
Routers, Hub, Switch
El Hub o concentrador se encarga de tomar los paquetes que llegan hasta una de
sus entradas y enviarlos por el resto, de manera que las estaciones que se
encuentran a la escucha las reciban. El inconveniente es que llegan hasta todas
ellas los paquetes y no sólo hasta la interesada.
Esto hace que se ocupen todas las líneas de paquetes que no se aprovechan en
general y disminuye el ancho de banda de la transmisión.
El Switch realiza la misma tarea que un Hub con la diferencia de que incrementa la
velocidad de transmisión de los paquetes ganando algo de ancho de banda en la
transmisión.
El Router es un dispositivo inteligente, cuando recibe un paquete hacia un
destinatario, la primera vez lo envía por todos los caminos posibles, y cuando
recibe la verificación de por dónde se encuentra el destinatario, “se anota el
camino”, y en las veces sucesivas lo envía solamente por el camino correcto y no
por todos los posibles. Si por algún motivo deja de recibir confirmación de un
destino que tenía anotado, busca un nuevo camino para ese destinatario y lo
vuelve a anotar. Por otra parte es el único que sirve como unión entre dos redes.
El Hub o el Switch no sirven como pasarela entre redes, sólo se pueden utilizar en
una misma red. Su función principal es ampliar el número de conexiones de una
red hasta un Router.
En numerosas ocasiones el Router implementa más funciones, como un puerto de
impresora para compartirla entre las distintas máquinas, Firewall,
etc.
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