Este documento describe conceptos básicos sobre redes de computadoras. Explica que una red conecta dos o más computadoras para permitir la comunicación y compartir recursos. También describe los tipos principales de cables y conectores usados en redes, como cable de par trenzado, coaxial y fibra óptica. Finalmente, resume los componentes físicos clave de una red como tarjetas de red, cables y tipos de topologías como bus, estrella y anillo.

1. Redes de Computadoras (I) Conceptos y cableado

2. ¿Qué es una Red de Computadoras? Consiste en la interconexión de dos o más computadoras con el fin de establecer comunicación, compartir información y otros recursos.

3. Ventajas del uso de una red de computadoras Compartición de recursos Centralización de la información P ermite que un mismo recurso pueda ser utilizado por varios usuarios en el momento que cada uno lo requiera. F avorece el que la información actualizada esté siempre disponible para los diferentes usuarios, desde sus estaciones. Se evita el gasto en la adquisición recursos para uso individual. Ejemplo: impresoras, almacenamiento en disco, etc D esventajas de tener información descentralizada : mantener información redundante , obsoleta (que al ser accedida y utilizada se convierte en información errónea o falsa) , utilización innecesaria de espacio de almacenamiento. Aunque también existe el concepto de bases de datos distribuidas, pero hay depósitos predeterminados para contener los diferentes bloques de información.

4. Ventajas del uso de una red de computadoras Realización de respaldo s E nvío de mensajería / correo Fa cil ita el respald o de las bases de datos que se encuentran en los depósitos destinados para contenerlas . P ermite el envío y recepción inmediato de mensajes. Si los datos estuvieran en varias PC (estaciones) , los usuarios podrían alterar su ubicación. El software para el manejo de mensajes puede almacenar, administrar, controla r y proveer de mensajes a los usuarios tan pronto como se conectan a la red. El manejo electrónico de la mensajería no requiere que el receptor esté conectado.

5. Tipos de redes. Clasificación Las redes de Computadoras se suelen clasificar: Por su extensión Redes de Area Local (Local Area Networws = LAN) Constituidas por computadoras que se encuentran colocadas relativamente cerca unas de otras: dentro de un mismo edificio, piso u oficina. Redes de Area Amplia (Wide Area Networws = WAN) Por lo general, consiste de dos o más LAN conectadas entre sí, juntas abarcan un espacio más amplio que el de una LAN. Redes de Area Metropolitana (Metropolitan Area Networws = MAN) Son una extensión de las WAN.

6. Por su construcción o topología Red de Bus Es un solo conducto al cuál están unidos todos los nodos de la red y los dispositivos periféricos. Cable coaxial (Bus) Resistencias terminales de 50 ohmios Solo un nodo puede transmitir información a la vez. Si un nodo trata de transmitir información y colisiona con otro que ya está transmitiendo, espera un tiempo pequeño y luego vuelve a intentar el envío. Desventajas: si el bus se daña en algún punto, toda la red “se cae”.

7. Por su construcción o topología Red de configuración en Estrella Hay un eje o dispositivo central, al cual se conectan todos los nodos de la red. La información proveniente de cada nodo es enrutada a través del eje central, hacia sus destinatarios. Ventajas: monitorea el tráfico, previene colisiones, si una sección de cable se daña, solo ese nodo queda fuera de la red.

8. Por su construcción o topología Red de Anillo Hay un eje o dispositivo central, al cual se conectan todos los nodos de la red. El último nodo en la cadena se conecta al primero para cerrar el anillo. La información fluye en un sentido y es examinada por cada nodo, el cual la deja pasar al siguiente si no va dirigida hacia él. Ventaja: no hay colisiones pues la información fluye solo en un sentido. Desventaja: si una conexión se rompe, toda la red “se cae”.

9. Por su construcción o topología Red de Arbol Combina las características de bus lineal y estrella . En esta configuración, según la gráfica, la conexión de subredes LAN es evidente. Esta configuración es la que generalmente se encontrará en empresas grandes que se dividen en departamentos, escuelas, universidades, oficinas gubernamentales, etc.

11. Un nodo (una aproximaxión) CPU Cache Memoria Adaptador de Red La memoria NO es infinita Es un recurso escaso Todos los nodos se conectan a la red a través de un adaptador de red. Este adaptador tiene un software (device driver) que lo administra La velocidad de la CPU se dobla cada 18 meses, pero la latencia de la memoria se mejora sólo un 7% cada año En una primera aproximación un nodo funciona con la rapidez de la memoria no con la rapidez del procesador. ¡el software de red debe cuidar cuántas veces accede la información puesta en la RAM!

12. Hardware de redes a) La Tarjeta de red Esta tarjeta se conecta en una de las ranuras de expansión de la computadora y proporciona un puerto para la conexión de la PC a la red. También se requiere de un software que le diga a la computadora cómo usar la NIC.

13. Hardware de redes a) La Tarjeta de red Cada computadora dentro de la red necesita: a) “Conectarse” a la red. b) Controlar el flujo de información que envía y recibe por la red. El dispositivo que lleva a cabo esta función es la tarjeta de interfaz de red (NIC: Network Interface Card).

15. Hardware de redes b) Cables y conectores No importa cual sea su estructura, toda red necesita de medios de comunicación para enlazar sus nodos y servidores. Esto es, los alambres, cables y otros canales de comunicación por los que viaja la información desde su fuente hasta su destino. Los medos más comunes son el cable de par trenzado, el cable coaxial, el cable de fibra óptica y los enlaces inalámbricos.

16. Hardware de redes b) Cables y conectores Cable de par trenzado (UTP) : C onsiste de cuatro u ocho filamentos de alambre de cobre, cada uno cubierto de plástico; luego trenzados por pares y envueltos todos en una última capa de aislante plástico. Originalmente había solo dos alambres en vez de cuatro u ocho, de aquí el nombre de “par ” trenzado. Cable de par trenzado (UTP) Conector RJ-45 Nada protege a este cable de la interferencia externa, por lo que también se le llama cable de par trenzado sin blindage (unshielded twisted-pair, UTP). Algunos cables de este tipo pueden estar cubiertos por una envoltura de metal, en ese caso se les llama par trenzado cubierto blindado (shielded twisted-pair, STP). ¿Por qué el trenzado en el cable?

17. Hardware de redes b) Cables y conectores Cable coaxial : Se utiliza ampliamente para TV. Para la conexión de redes se utilizan conectores distintos. Cable Coaxial (RG-58) Conector BNC para la conexión de redes En este cable existen dos conductores: uno es un solo alambre (sólido), que se encuentra en el centro del cable; el otro está compuesto por muchos filamentos y rodea al anterior. Ambos están separados por una capa de aislante.

18. Hardware de redes b) Cables y conectores Cable de fibra óptica : Es un filamento de vidrio que transmite rayos de luz pulsátiles: cuando una punta del filamento se expone a la luz, la transporta hasta el otro extremo, dando vuelta en las esquinas con sólo una mínima pérdida de energía. Cable de fibra óptica Debido a que la luz viaja a una frecuencia mucho más alta que las señales eléctricas, el cable de fibra óptica fácilmente puede transportar información a más de mil millones de bits por segundo, por lo general 1300 Mbps. Este tipo de cable es totalmente inmune a interferencias electromagnéticas, que es una desventaja de cualquier alambre de cobre. Una desventaja de este tipo de cable es que es más caro que los anteriores, también es más difícil de instalar porque no se debe doblar en las esquinas tan fácilmente.

20. Cómo funciona la fibra óptica (1) Señal eléctrica (Input) Transmisor (Fuente de luz) Fibra óptica Señal eléctrica (Output) Receptor (Detector de luz)

21. Cómo funciona la fibra óptica (2) Núcleo (Core) Cubierta (Cladding) Revestimiento (Coating ó Buffer) ¿Por qué no se sale la luz de la fibra óptica? La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta y el núcleo están hechos de diferentes tipos de vidrio (y por tanto tienen diferentes índices de refracción). Esta diferencia en los índices obliga a que la luz sean reflejada cuando toca la frontera entre el núcleo y la cubierta.

22. Tipos de fibra óptica Multimodo Usada generalmente para comunicación de datos. Tiene un núcleo grande (más fácil de acoplar). En este tipo de fibra muchos rayos de luz (ó modos) se pueden propagar simultáneamente. Cada modo sigue su propio camino. La máxima longitud recomendada del cable es de 2 Km.  = 850 nm. Fuente de luz Fuente de luz Propaga un sólo modo ó camino Propaga varios modos ó caminos Monomodo Tiene un núcleo más pequeño que la fibra multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayo de luz (ó modo) puede propagarse a la vez. Es utilizada especialmente para telefonía y televisión por cable. Permite transmitir a altas velocidades y a grandes distancias (40 km).  = 1300 nm. Núcleo: 62.5  m ó 50  m Cubierta: 125  m Núcleo: 8 a 10  m Cubierta: 125  m Un cabello humano: 100  m

25. El cable de fibra óptica Revestimiento Capa de protección puesta sobre la cubierta. Se hace con un material termoplástico si se requiere rígido o con un material tipo gel si se requiere suelto. Material de refuerzo Sirve para proteger la fibra de esfuerzos a que sea sometida durante la instalación, de contracciones y expanciones debidos a cambios de temperatura, etc. Se hacen de varios materiales, desde acero (en algunos cables con varios hilos de fibra) hasta Kevlar Envoltura Es el elemento externo del cable. Es el que protege al cable del ambiente donde esté instalado. De acuerdo a la envoltura el cable es para interiores (indoor), para exteriores (outdoor), aéreo o para ser enterrado. Núcleo (Core) Cubierta (Cladding) Revestimiento (Coating ó Buffer) Material de refuerzo (strength members) Envoltura (Jacket)

26. Cables de fibra óptica Cable aéreo (de 12 a 96 hilos): Cable para exteriores (outdoor), ideal para aplicaciones de CATV. 1. Alambre mensajero, 2. Envoltura de polietileno. 3. Refuerzo, 4. Tubo de protección, 5. Refuerzo central, 6. Gel resistente al agua, 7. Fibras ópticas 8. Cinta de Mylar, 9. Cordón para romper la envoltura en el proceso de instalación. Cable con alta densidad de hilos (de 96 a 256 hilos): Cable outdoor, para troncales de redes de telecomunicaciones 1. Polietileno, 2. Acero corrugado. 3. Cinta Impermeable 4. Polietileno, 5. Refuerzo, 6. Refuerzo central 7. Tubo de protección, 8. Fibras ópticas, 9. Gel resistente al agua 10. Cinta de Mylar, 11. Cordón para romper la envoltura.