Teoría de Redes

REDES DE COMPUTACION 

Origen y Evolución  

¿Qué es la red?
Una red de de computadoras, también llamada red de ordenadores o red de informática, es un conjunto de equipos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc), servicios (acceso a Internet, e-mail, chat, juegos,etc).
Una red de comunicación es, también un conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia entre equipos autónomos. Normalmente se trata de transmitir datos, audios, y videos por ondas electromagnéticas a través de diversos medios (aire, vacío, cable de cobre, cable de fibra óptica, etc).

Historia de las redes

Se puede remontar a 1957 cuando Estados Unidos crearon la Advance Research Projects Agency (ARPA), como organismo afiliado al departamento de defensa para impulsar el desarrollo tecnológico.

La creación del ARPA, Leonard Kleinrock, investigador del MIT escribía el primer libro sobre tecnología basadas en la transmisión por un mismo cable de más de una comunicación.

En 1965, la ARPA patrocino un programa que trataba de analizar las redes de comunicación usando computadoras. Mediante a este programa, la máquina TX-2 en el laboratorio Lincoln del MIT y la AN/FSQ-32 del System Development Corporation de Santa Mónica en California, se enlazaron directamente mediante una línea delicada 1200 bits por segundo.

En 1967, la ARPA convoca una reunión en Ann Arbor (Michigan), donde se discuten por primera vez aspectos sobre la futura ARPANET.

En 1968 la ARPA no espera más y llama a empresas y universidades para que propusieran diseños, con el objetivo de construir la futura red. La universidad de California gana la propuesta para el diseño del centro de gestión de red y la empresa BBN.

En 1969, año clave en las redes de computadoras, ya que se construye la primera red de computadoras de la historia, denominada ARPANET estaba compuesta por 4 nodos situados en UCLA (Universidad de California de Santa Bárbara, L.A), SRI (Stanford Research Institute), UCBS (Universidad de California de Santa Bárbara, L.A), UTA.

  

Conceptos Basicos de Redes

¿Qué es una red de computadora?

Es un sistema de comunicación, ya 

que permite comunicarse con otros u

suarios y compartir archivos . Es decir es un sistema de comunicaciones que conecta a varias unidades y que les permite intercambiar información. Se entiende por red al conjunto inter conectado de computadoras.

Se dice que dos computadoras están interconectadas, si éstos son capaces de intercambiar información. La conexión no necesita hacerse a través de cables , también puede hacerse mediante el uso de láser, microondas y sistema de comunicación.

¿Para qué nos sirven las redes?

Para poder compartir archivos y recursos, por lo general se conectan para estar en comunicación por ejemplo una impresora puede estar conectada a varias computadoras para asi no tener varias impresoras.

¿Qué es el Hardware?

Son todos los dispositivos y componentes físicos que realizan las tareas de entrada y salida, también se conoce al hardware como la parte dura o física del computador. La mayoría de las computadoras están organizadas de la siguiente forma:
Los dispositivos de entrada (Teclados, Lectores de Tarjetas, Lápices Ópticos, Lectores de Códigos de Barra, Escáner, Mouse, etc.) y salida (Monitor, Impresoras, Plotters, Parlantes, etc.) y permiten la comunicación entre el computador y el usuario.

¿Qué es el software?

Se conoce como software al equipamiento lógico o soporte lógico de un sistema informático , que comprende el conjunto de los componentes lógicos necesarios que hacen posible la realización de tareas específicas, en contraposición a los componentes físicos que son llamados hardware.

Uso de redes de computadora

• Compartir programas y archivos

Las versiones de "software" para redes están disponibles con un ahorro en el precio comparativamente bajo a la compra de licencias de copias individuales. Los programas y sus archivos de datos se pueden guardar en un servidor de archivos al que pueden accesar muchos usuarios de la red a la misma vez.

Ejemplos: En en windows 7 hay un denominado grupo del hogar, conocemos drive que es provisto por Gmail, filezilla entre otros.

• Compartir recursos de red

Entre los recursos de la red se incluyen las impresoras, los "Plotters" y los dispositivos de almacenamiento como torres opticas o de disco. De esta forma la red proporciona un enlace de comunicación que permite que los usuarios compartan estos dispositivos.

Estos dispositivos son de gran importancia ya que completan las tareas que realizamos por ejemplo en la PC al realizar una impresión.

• Compartir base de datos

Un servidor de bases de datos es una aplicación ideal para una red. Una función de la red denominada bloqueo de registros permite que varios usuarios puedan accesar a la vez a un archivo sin corromper los datos. Con el bloqueo de registros se asegura que dos usuarios no pueden accesar al mismo registro simultáneamente.

Redes y Tipos de Redes

·        RED DE ÁREA PERSONAL

 (PAN) Red de Área Personal o Personal Area network es una red de computadoras 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. Son de pocos metros y para uso personal.

·        RED INALÁMBRICA DE ÁREA PERSONAL

WPAN (Wireless Personal Area Network), es una red de computadoras inalámbricas para la comunicación entre distintos dispositivos cercanos al punto de acceso, Las redes para espacios personales continúan desarrollándose hacía la tecnología del Bluetooth hacia el concepto de redes dinámicas.

·        RED DE ÁREA LOCAL

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. No utilizan medios o redes de interconexión públicos.

 ·        RED DE ÁREA LOCAL INALÁMBRICA

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. Se utilizan ondas de radio para llevar la información de un punto a otro sin necesidad de un medio físico guiado.  

·       RED DE ÁREA DE CAMPUS

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.

·       RED DE ÁREA METROPOLITANA

Una red de área metropolitana (MAN)  es una red de alta velocidad que da cobertura en un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado. La cobertura tiene alcance regional, incluso nacional.

·       RED DE ÁREA AMPLIA

Una red de área amplia, o WAN (wide area network), es una red de computadoras que abarca varias ubicaciones físicas, proveyendo servicio a una zona, un país, incluso varios continentes.

·       RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO

Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (Storage Area Network), es una red de almacenamiento integral. Se trata de una arquitectura completa que agrupa los siguientes elementos:

·         Una red de alta velocidad de canal de fibra

·         Un equipo de interconexión dedicado (conmutadores, puentes, etc).

·     Elementos de almacenamiento de red (discos duros).

·         RED DE ÁREA LOCAL VIRTUAL

Una VLAN , (red de área local virtual) es un método para crear redes lógicas independientes dentro de una misma red física. Varias VLAN pueden coexistir en un único conmutador físico o en una única red física. 

Topología de Redes

La topología de red física es la ubicación de diversos componentes de una red. Los diferentes conectores representan los cables de red físicos y los nodos representan los dispositivos de red físicos (como los switches). La topología de red lógica ilustra, en el nivel más alto, cómo fluyen los datos dentro de una red.

Tipos de Topología de red: malla, estrella, árbol, bus y anillo.

La topología en estrella y en estrella extendida son las más comunes en las conexiones de redes. La topología en estrella conecta todos los cables a un punto central. Por lo general este punto es un dispositivo de red, como un switche.

Instrucciones de Trabajo Estandarizadas (SWI) son instrucciones diseñadas para asegurar que los procesos son consistentes, oportunos y repetibles. A menudo las SWI se imprimen y colocan cerca de la estación de trabajo del operario.

Una topología de red es la disposición de una red, incluyendo sus nodos y líneas de conexión. Hay dos formas de definir la geometría de la red: la topología física y la topología lógica (o de señal). La topología física de una red es la disposición geométrica real de las estaciones de trabajo.

Diapositiva de Red

Un dispositivo de interconexión de redes es un término ampliamente utilizado para cualquier hardware que conecte diferentes recursos de red. Los dispositivos clave que comprenden una red son conmutadores, enrutadores, brigde (puentes), repetidores y puertas de enlace.    

Todos los dispositivos tienen características de alcance por separado, según los requisitos y escenarios de la red. Los siguientes son escenarios de interconexión:

• Una sola LAN
• Dos LAN conectadas entre sí (LAN-LAN)
• Una LAN conectada a una WAN (LAN-WAN)
• Dos LAN conectadas a través de una WAN (LAN-WAN-LAN)
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Aquí está la lista de dispositivos de red comunes:

• Hub
• Switch
• Router
• Bridge
• Gateway
• Módem
• Repetidor
• Punto de acceso

Hub 

Los Hub conectan varios dispositivos de red de computadores.
Un Hub también actúa como un repetidor en el sentido de que amplifica las señales que se deterioran después de viajar largas distancias sobre los cables de conexión.

Switch

Los Switches generalmente tienen una función más inteligente que los Hubs.
Un Switch es un dispositivo multipuerto que mejora la eficiencia de la red.
El Switch mantiene información de enrutamiento limitada sobre los nodos de la red interna y permite conexiones a sistemas como Hubs o Routers.

Router 

Los Routers ayudan a transmitir paquetes a sus destinos trazando una ruta a través del mar de dispositivos de red interconectados que utilizan diferentes topologías de red.
Los Routers son dispositivos inteligentes y almacenan información sobre las redes a las que están conectados.
La mayoría de los Routers se pueden configurar para operar como firewalls de filtrado de paquetes y usar listas de control de acceso (ACL).

Bridge

Los Bridges se utilizan para conectar dos o más hosts o segmentos de red juntos.
El papel básico de los Bridges en la arquitectura de red es almacenar y enviar tramas entre los diferentes segmentos que conecta el Bridge.
Utilizan direcciones de control de acceso a medios (MAC) de hardware para transferir tramas.

Gateway

Las puertas de enlace normalmente funcionan en las capas de transporte y sesión del modelo OSI.
En la capa de transporte y superior, existen numerosos protocolos y estándares de diferentes proveedores; se utilizan pasarelas para tratar con ellos.
Las puertas de enlace proporcionan traducción entre tecnologías de redes como la interconexión de sistemas abiertos (OSI) y el Protocolo de control de transmisión / Protocolo de Internet (TCP / IP).

Moden

Los módems (moduladores-demoduladores) se utilizan para transmitir señales digitales a través de líneas telefónicas analógicas.
Por lo tanto, el módem convierte las señales digitales en señales analógicas de diferentes frecuencias y las transmite a un módem en la ubicación de recepción.
El módem receptor realiza la transformación inversa y proporciona una salida digital a un dispositivo conectado a un módem, generalmente un computador.

Repetidor 

Un repetidor es un dispositivo electrónico que amplifica la señal que recibe.
Puede pensar en el repetidor como un dispositivo que recibe una señal y la retransmite a un nivel o potencia más alto para que la señal pueda cubrir distancias más largas, más de 100 metros para cables LAN estándar.

Punto de acceso 

Si bien un punto de acceso (AP) técnicamente puede involucrar una conexión por cable o inalámbrica, comúnmente significa un dispositivo inalámbrico.
Un AP funciona en la segunda capa OSI, la capa de enlace de datos, y puede funcionar como un Bridge que conecta una red cableada estándar a dispositivos inalámbricos o como un Router que pasa transmisiones de datos de un punto de acceso a otro.
Los puntos de acceso inalámbricos (WAP) consisten en un dispositivo transmisor y receptor (transceptor) que se utiliza para crear una LAN inalámbrica (WLAN).

Tecnología de Red

Es la interconexión física o inalámbrica que vincula varios dispositivos informáticos (servidores, computadoras, teléfonos móviles, periféricos, entre otros) para que se comuniquen entre sí, con la nalidad de compartir datos y ofrecer servicios.

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.)

Entre los tipos de redes más importantes se encuentran:

• Personal Area Networks (PAN) o red de área personal.
• Local Area Networks (LAN) o red de área local.
• Metropolitan Area Networks (MAN) o red de área metropolitana.
• Wide Area Networks (WAN) o red de área amplia.
• Global Area Networks (GAN) o red de área global

Medios de Transmisión de datos

El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas.

Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las telecomunicaciones y la ínter conexión de computadoras son tres: cable de par trenzado. cable coaxial. fibra óptica.

Transmisión de datos es el procesamiento de información la cual se transfiere por un canal de comunicación entre dos o más puntos. Los datos o la información se representan como un signo electromagnético, una señal de tensión eléctrica, ondas radioeléctricas, microondas o infrarrojos.

 Velocidad de Transmisión de datos

Este término se puede definir como la velocidad a la que se transmite la información. Cuando un usuario adquiere un paquete con una empresa prestadora de servicios de internet, recibe, por ejemplo, 10 mbps, 30 mbps, 100 mbps, etc. Y esto se refiere a la cantidad de datos que podemos descargar o subir a la red.

Se denomina red de transmisión de datos al conjunto formado por los equipos y los medios físicos y lógicos que permiten la comunicación de información entre diferentes usuarios a cualquier distancia que se encuentren.

Modelo OSI y TCP/IP

El modelo OSI describe las comunicaciones de red ideales con una familia de protocolos. TCP/IP no se corresponde directamente con este modelo. TCP/IP combina varias capas OSI en una única capa, o no utiliza determinadas capas. La tabla siguiente muestra las capas de la implementación de Oracle Solaris de TCP/IP.

El modelo OSI, de siete capas, es un modelo conceptual que caracteriza y estandariza la manera en la que los diferentes componentes de software y hardware involucrados en una comunicación de red deben dividir la mano de obra e interactuar entre sí. En la siguiente figura podrá ver los nombres y funciones básicas de cada una de las capas.

Ancho de banda

El ancho de banda es la cantidad de información que recibes cada segundo, mientras que la velocidad es cuán rápido esa información se recibe o descarga.

Los canales más anchos son más rápidos pero más propensos a sufrir interferencias y a interferir con otros dispositivos. Los 20 MHz para la banda de 2,4 GHz ayudan a evitar problemas de rendimiento y fiabilidad, especialmente cerca de otras redes wifi y dispositivos de 2,4 GHz, incluidos los dispositivos Bluetooth.

 Protocolos de comunicación

Un protocolo es un conjunto de reglas: los protocolos de red son estándares y políticas formales, conformados por restricciones, procedimientos y formatos que definen el intercambio de paquetes de información para lograr la comunicación entre dos servidores o más dispositivos a través de una red.

El protocolo de red determina el modo y organización de la información (tanto los datos como los controles) para su transmisión por el medio físico con el protocolo de bajo nivel. Los protocolos de red más comunes son: IPX/SPX, DECnet, X. 25, TCP/IP, AppleTalk y NetBEUI.