INICION DE LAS REDES COMPUTACIONALES.
A partir de 1981 cuando IBM lanzo al
mercado el computador personal (PC) dirigido a usuarios finales, se comenzó a
ver la necesidad de compartir información; progresivamente los usuarios fueron
reuniendose para conectarse entre sí formando pequeños grupos para transportar,
almacenar y procesar información de forma que podian intercambiar archivos y
recursos físicos tales como impresoras y otros. Al aumentar la demanda de
procesar y obtener información, se han mejorado las técnicas de procesamiento
de datos, creando así los grandes avances de la tecnología informática.
REDES COMPUTACIONALES.
Una forma muy simple de describir una red
entre computadores seria decir que es la unión de dos o más computadores
mediante el uso de varios dispositivos (tarjetas, cables, hubs, etc.), de forma
tal que esta unión permite el intercambio tanto de datos, como así también de
algunos dispositivos físicos como discos duros, impresoras, etc.
Básicamente existen dos tipos de redes,
las que al ser clasificadas de acuerdo al espacio físico que separa a los
computadores participes de la red pueden ser una LAN o una WAN.
LAN (Local Area Network, Red de Área
Local).
Su desarrollo fue en la década de los
ochenta. Son redes, por lo general, privadas que funcionan sobre distancias
relativamente pequeñas, dentro de una oficina, edificio o terreno hasta unos
cuantos kilómetros, usualmente son usadas para conectar computadores personales
y estaciones de trabajo en una compañía y su objetivo es compartir recursos e
intercambiar información. Las redes de área local se distinguen de otro tipo de
redes por su tamaño, cableado y tecnología de transmisión. Generalmente una red
LAN es de tamaño restringido, limitando el tiempo de transmisión, lo cual hace
factible que el diseño de la red simplifique la administración. Las redes LAN
generalmente usan una tecnología de transmisión que consiste en un cable
sencillo, al cual se encuentran conectados todos los computadores, la velocidad
de las LAN oscila entre 10 y 100 Mbps (Megabits por segundo, un Megabit son
1.000.000 de bits). En los últimos años se han mejorado los estándares de
cableado para incrementar la velocidad de transferencia sobre cables de cobre
de Par Trenzado, esto facilita la decisión del cable a utilizar, ya que el
cable de par trenzado es mas barato que el Cable Coaxial y ofrece una velocidad
superior de transmisión.
WAN (Wide Area Network, Red de Área
Extensa).
Es una red de gran alcance con un sistema
de comunicaciones que interconecta redes geográficamente remotas, utilizando
servicios proporcionados por las empresas de servicio publico como
comunicaciones vía telefónica o en ocasiones sistemas de comunicaciones
instalados por la misma organización. Una red que se extiende por una área
geográfica extensa (ciudades, países, continentes) mantiene computadores con el
propósito de ejecutar aplicaciones, a estos computadores se les denomina HOST.
Los hosts se encuentran conectados a subredes de comunicaciones, cuya función
es conducir mensajes de un host a otro. A diferencia del sistema telefónico,
que conduce voz, los host conducen datos utilizando la misma vía (red
telefónica). Una red WAN también tiene la posibilidad de comunicarse mediante
un sistema de satélite o radio, utilizando antenas, las cuales efectúan la
transmisión y la recepción. Por lo general las redes satelitales son solo de
difusión.
COMPONENTES BÁSICOS DE UNA RED.
Existen elementos físicos y lógicos que
son básicos para efectuar una conexión de redes tales como:
Adaptador o Tarjeta de Red.
Cables.
Hubs (Concentradores).
Protocolos de red.
Etc.
ADAPTADORES DE RED
Son tarjetas que se instalan en un
computador con el fin de ofrecer la conexión física a una red. Cada tarjeta se
encuentra diseñada para trabajar en un tipo de red específico, soportar una
variedad de cable y tipos de bus (ISA, MCA, EISA, PCI, PCMCIA).
Las nuevas tarjetas de red son
configurables usando un programa de software para configurar los recursos
asignados a la tarjeta, este software se denomina Controlador.
Cuando la tarjeta es instalada en un
computador, y cuenta con la nueva característica denominada Plug and Play
(instale y trabaje), se simplifica muchísimo su configuración con un sistema
operacional como Windows 95 o Windows 98, que cuentan con la autodetección, es
decir, que al iniciar el computador detecta el nuevo hardware asignando los
recursos para administrar adecuadamente el elemento.
CABLES DE CONEXIÓN.
Los cables son los elementos físicos que
conectan los diferentes miembros que forman una red (computadores, hubs, etc.).
El cable es utilizado en redes como un medio de transmisión bruto, el cual
cumple la función de trasladar bits (datos) de un lugar a otro.
Aunque el cable parezca el elemento más
simple de la red puede ser el más costoso, comprometiendo el 50% del
presupuesto total. El cable también puede ser la mayor fuente de problemas que
se presentan en la red, por ello es fundamental la correcta elección del tipo
de cable.
Los tipos de cables más utilizados en las
instalaciones de red son el Cable Coaxial, el Cable de Par Trenzado y la Fibra
Óptica.
CABLE COAXIAL
Es la tecnología de cableado más
comprobada y conocida por los instaladores. Llamado comúnmente por algunos como
“COAX”.
Un cable coaxial está compuesto de cobre
rígido como núcleo, rodeado de material aislante; el aislante está rodeado a su
vez con un conductor cilíndrico, que es una malla de tejido fuertemente
trenzado, y un conductor externo que se cubre con una envoltura de plástico. La
malla de tejido protectora que rodea el conductor sirve como tierra.
CABLE PAR TRENZADO
Es de los más antiguos en el mercado y en
algunos tipos de aplicaciones es el más común, consiste en dos alambres de
cobre o a veces de aluminio aislados, con un grosor de 1mm aproximado. Los
alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de
pares similares cercanos.
Los pares trenzados se agrupan bajo una
cubierta común de PVC (Policloruro de vinilo) en cables multipares de pares
trenzados (de 2,4,8,... hasta 300 pares).Un ejemplo de par trenzado es el
sistema de telefonía, ya que la mayoría de aparatos se conectan a la central
telefónica por intermedio de un par trenzado. Actualmente se han convertido en
un estándar, de hecho en el ámbito de las redes LAN, como medio de transmisión
en las redes de acceso a usuarios (típicamente cables de 2 o 4 pares
trenzados). A pesar que las propiedades de transmisión del cable de par
trenzado son inferiores, y en especial la sensibilidad ante perturbaciones
externas, a las del cable coaxial, su gran adopción se debe al costo, su
flexibilidad y facilidad de instalación, así como las mejoras tecnológicas
constantes introducidas en enlaces de mayor velocidad, longitud, etc.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA.
Son muy parecidos a los cables coaxiales.
El núcleo del centro es a través del cual se propaga la luz, la fibra óptica es
un filamento cristalino o plástico que tiene la propiedad de poder transmitir
luz. En este caso la información se transmite mediante “pulsos de luz”
(intensidad de luz modulada), en lugar de señales eléctricas como sucedía en
los anteriores cables metálicos.
HUBS, CONCENTRADORES DE RED.
Los concentradores permiten la
interconexión de diferentes tipos de cableados, añadiendo la ventaja de la
utilización de máquinas como puentes o enrutadores sobre una misma caja. Las
redes locales en un principio fueron creadas llevando cable coaxial entre
edificios efectuando conexiones punto a punto, cuando las estaciones se
encontraban conectadas se colocaba en cada extremo de la red un terminador de
red de 50 Ohmios y se arrancaba la red. Con estos métodos de conexión se
presentaban muchos problemas para que la red funcionara bien desde un
principio, tales como conectores mal unidos, cables pisoteados o rotos,
interferencias eléctricas externas. La localización de estos problemas
resultaba complicada y difícil. Las topologías de las redes basadas en
concentradores (hubs) fueron diseñadas para evitar algunos de estos problemas.
La primera generación de concentradores
son una pieza fundamental en los sistemas de cableado estructurado, que
soportan muchas tecnologías de redes de gran alcance y área local. El
concentrador sirve como centro de conexión para la red de toda la planta o un
edificio. Con el desarrollo de topologías 10Base-T configurado en estrella los
concentradores se hicieron mucho más populares, y fue necesario diseñar
concentradores con conectores de expansión a los que se les pudiera añadir
puertos a medida que el sistema lo fuera necesitando.
La segunda generación de concentradores
“inteligentes” son aquellos que permiten la conexión a diferentes medios
físicos: 10basef, 10BaseT, 10base2, 10base5, etc. Esta segunda generación fue
lanzada al mercado incluyendo funciones de administración, sistemas para
detección de fallas, módulos de enlace, módulos para recoger estadísticas sobre
el funcionamiento de los concentradores. La nueva versión de concentradores se
pueden gestionar desde una consola de computador remota utilizando protocolos
como SNMP (Protocolo simple gestión de red) lo que indica que trabajando desde
la consola remota permite a los administradores de la red dividir una red local
en segmentos pequeños para darle una mayor organización y rendimiento al
sistema. La gestión de red es utilizada en concentradores de alto rendimiento
que tienen su propio procesador, que puede ejecutar programas para controlar
paquetes de datos y errores, y a la vez almacenar información pertinente a la
red en una base de datos denominada MIT (Manage-ment Information Base). El
programa de gestión se ejecuta en la estación de trabajo del administrador de
la red que consulta periódicamente la información para controlar el tráfico de
la red, diagnóstico de problemas, el SNMP (Protocolo simple de gestión de red)
desconecta de forma automática los puntos de la red con problemas, es un método
para aislar componentes de la red con el fin de realizar pruebas, desconectar o
conectar estaciones de trabajo basándose en la hora del día o el día de la
semana, soporta el acceso de dispositivos remotos de la red, permite ver
información anterior y compararla con la información actual.
Los concentradores de tercera generación
son destinados a empresas; diseñados para soportar el cableado y las
necesidades de interconexión de redes en una compañía ya que son capaces de
mantener sobre un mismo computador un determinado número de redes, con
distintos tipos de protocolos y la posibilidad de enrutamiento entre cada una
de ellas (utilizando puentes o enrutadores), con diferentes tipos de medios
físicos y añadiendo una gestión más potente basada en protocolos estándar de
gestión, para su control la arquitectura empleada entre ellos difiere pero se
pueden considerar tres tipos diferentes:
Arquitectura multicanal:
Emplea varios canales que definen como
redes diferentes, manejando diversos tipo de protocolos de red.
Arquitectura monocanal:
De alta velocidad, con comunicación
síncrona o asíncrona.
Arquitectura mixta:
Soporta los dos tipos de arquitecturas
anteriores.
Como vemos, vienen incorporados con
características inteligentes, de alta velocidad, altamente modulares, incluyen
conexiones para redes de gran alcance y sistema de administración de gestión
avanzada.
PROTOCOLO DE RED,
ETHERNET.
El protocolo de red ethernet fue diseñado
originalmente por Digital, Intel y Xerox. Es el método de conexión más
extendido en la actualidad. La velocidad de transmisión de datos en Ethernet es
de 10 Mbits/s. En el caso del protocolo Ethernet / IEEE 802.3, el acceso al
medio se controla con un sistema conocido como CSMA/CD (Carrier Sense Multiple
Access with Collision Detection , Detección de Portadora con Acceso Múltiple y
Detección de Colisiones ), cuyo principio de funcionamiento consiste en que una
estación para transmitir, debe detectar la presencia de una señal portadora y ,
si existe , comienza la transmisión. Si dos estaciones empiezan a transmitir al
mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben repetir la transmisión,
para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir, evitando de éste
modo una nueva colisión, ya que ambas no escogerán el mismo tiempo de espera.
Existen cuatro tipos de Ethernet:
10base5
Es la Ethernet original. Utiliza cable
coaxial grueso y transceptores insertados en él. La longitud máxima del bus es
de 500m con 100 estaciones por segmento, a una distancia mínima de 2.5m entre
puntos de inserción de los transceptores.
10base2
El costo de instalación del coaxial y los
transceptores de las redes 10base5 las hacía prohibitivas para muchas empresas,
lo cual indujo la utilización de un cable más delgado y, por tanto más barato,
que además no necesitaba transceptores insertados en él. Por esto, también se
le conoce Ethernet fino o cheaper-net (red barata). La longitud máxima es de
185 metros y un máximo de 30 estaciones por segmento.
10baseT
El costo del cable coaxial fino sigue
siendo mayor que el del cable telefónico de pares trenzados. Como en la mayoría
de los edificios el tendido de las líneas de teléfono estaba echo con cables de
cuatro pares y el teléfono solo utiliza uno, se diseñó un modo de transmitir
las señales Ethernet de 10 Mbits/s sobre dos pares trenzados en segmentos de
hasta 100 metros. Esta facilidad de aprovechar los tendidos existentes ha dado
gran popularidad a este tipo de Ethernet, siendo el más utilizado en la actualidad.
Este tipo de Ethernet tiene una topología de estrella.
10baseF
Es la especificación Ethernet sobre fibra
óptica. Los cables de cobre presentan el problema de ser susceptibles tanto de
producir como de recibir interferencias. Por ello, en entornos industriales o
donde existen equipos sensibles a las interferencias, es muy útil poder
utilizar la fibra. Normalmente, las redes Ethernet de fibra suelen tener una
topología en estrella.
En la actualidad han surgido nuevas
especificaciones basadas en Ethernet que permiten transmitir datos a mayor
velocidad.
Con todos los elementos descritos en las
líneas anteriores es posible diseñar las redes entre computadores. Una vez
determinado el tipo de red que se desea utilizar, Lan o Wan, se puede comenzar
la distribución del cableado que unirá las distintas estaciones de trabajo. La
forma en la que se unirán los diversos miembros de la red, la distribución del
cableado y la forma en la que se transmitirá la información a través de ella,
da forma a lo que se conoce como topología de red.
TOPOLOGÍA.
Las topologías base son Bus, Anillo y
Estrella. Adicionalmente se pueden formar uniones entre estas topologías lo que
da como resultado redes mixtas, como la “estrella/bus” o la “Anillo configurado
en estrella”.
BUS. Un único cable de conexión
conecta cada estación en una topología serie. Las señales se emiten a todas las
estaciones, pero solo reciben los paquetes (conjunto de información), la
estación a la cual se dirigen.
ESTRELLA. Las estaciones se unen a
concentradores (Hubs) y las señales se difunden a todas las estaciones o se
pasan de unas a otras.
ANILLO CONFIGURADO EN ESTRELLA. Una
red de anillo donde se pasan las señales de una estación a otra en circulo. La
topología física constituye una estrella en la que las estaciones de trabajo se
ramifican desde los concentradores.
CONFIGURACIÓN ESTRELLA/BUS. Una red
que tiene grupos de estaciones de trabajo configurados en estrella conectados
cables de conexión largos de bus lineales.
TOPOLOGÍA ESTRELLA.
La topología en estrella es la
distribución de la red mediante el uso de un Hubs. Todos los miembros de la red
se conectan a este hubs y por su intermedio a los otros miembros. Esto
proporciona protecciones contra roturas de cable. Si se corta un cable para una
estación de trabajo no caerá el segmento de la LAN entera. También es fácil
diagnosticar los problemas de conexión, ya que cada estación de trabajo se
conecta individualmente al concentrador, por lo que al presentarse algún
problema en alguna rama de la red es muy fácil aislarla para analizar qué causa
el problema. Al bajar (desconectar) algún miembro de la red, los demás y la red
en general puede seguir operando sin mayores problemas, con la salvedad que no
se puede utilizar o acceder a los recursos que, el miembro que se retiro de la
red, estaba compartiendo.
Como se ha indicado previamente, la
ventaja principal de la topología de conexión en estrella es la supervivencia
operacional. El nodo central (punto donde se unen todos los miembros de la
red), aísla entre sí los diferentes brazos del cableado de la red, incluso si
se rompe una cable entre una estación y el nodo central o aparece una mala
conexión, el resto de la red permanece operativa.
Debido a que el cable en una topología en
estrella va desde cada miembro de la red al nodo central, este tipo de
topología utiliza mas cable que la de bus. Este punto debe tenerse en
consideración, junto con el costo del nodo central (hubs), al momento de
presupuestar el mejor tipo de red a utilizar en un determinado caso.
Las principales características que poseen
la topología bus y la de estrella son:
BUS
Utiliza menos cable.
No requiere un lugar físico especial ni
corriente eléctrica para funcionar (ya que no tiene Nodo central).
Fallas en el cableado o en algún miembro
de la red pueden ocasionar la falla total en la red.
ESTRELLA
Proporciona una instalación más limpia.
Utiliza mas cable.
Requiere de un lugar físico y corriente
eléctrica para el nodo central.
No permite cortes
totales causados por una rotura o un corto en cualquier punto del cable.
