COMPONENTES BÁSICOS DE
LAS REDES
Para poder formar una red se requieren elementos: hardware y
software y protocolos. Los elementos físicos se clasifican en dos grandes
grupos: dispositivos de usuario final (hosts) y dispositivos de red. Los
dispositivos de usuario final incluyen los computadores, impresoras, escáneres,
y demás elementos que brindan servicios directamente al usuario y los segundos
son todos aquellos que conectan entre sí a los dispositivos de usuario final,
posibilitando su intercomunicación.
El fin de una red es la de interconectar los componentes de
hardware de una red, y por tanto, principalmente, las computadoras
individuales, también denominados hosts, a los equipos que ponen en servicios
en la red, los servidores, utilizando el cableado o tecnología inalámbrica
soporta por la electrónica de red y unidos por cableado o radiofrecuencia. En
todos los casos la tarjeta de red se puede considerar el elemento primordial,
sea esta parte de un ordenador, de un conmutador,
de una impresora, etc. Y sea de la tecnología que sea (Ethernet,
Wi-fi,Bluetooth, etc.)
Software
Ø Sistema operativo de red: permite
la interconexión de ordenadores para acceder a los servicios y recursos. Al
igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, en una red de
equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. En muchos casos el
sistema operativo de red es parte del sistema operativo de los servidores de
los clientes.
Ø Software de aplicación: en
última instancia, todos los elementos se utilizan 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
texto, paquetes integrados, sistemas administrativos de contabilidad y áreas
afines, sistemas especializados, correos electrónicos, etc. El software
adecuado en el sistema operativo de red elegido y con los protocolos necesarios
permiten crear servidores para aquellos servicios que se necesiten.
Hardware
Para
lograr el enlace entre las computadoras y los medios de transmisión (cables de
red o medios físicos para redes alámbricas e infrarrojos o radiofrecuencias
para redes inalámbricas), es necesaria la intervención de una tarjeta de red
(NIC, Network Card Interface), 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 trasmitido
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.
El
trabajo del adaptador de red es el de convertir las señales eléctricas que
viajan por el cable o las ondas de radio en una señal que pueda interpretar el
ordenador.
Estos
adaptadores son unas tarjetas PCI que se conectan en las ranuras de expansión
del ordenador. En el caso de ordenadores portátiles, estas tarjetas vienen en
formato PCMCIA o similares. En los ordenadores del siglo XXI, tanto de
sobremesa como portátiles, estas tarjetas ya vienen integradas en la placa
base.
DISPOSITIVOS DE USUARIO FINAL
Computadoras personales: son
los puestos de trabajo habituales de redes. Dentro de la categoría de
computadoras, y más concretamente computadoras personales, se engloban todos
los que se utilizan para distintas funciones, según el trabajo que realizan, se
incluyen desde las potentes estaciones de trabajo para la edición de video, por
ejemplo, hasta los ligeros equipos portátiles, conocidos como netbooks, cuya
función principal es navegar por internet. Las tabletas se popularizaron al
final de la primera década del siglo XXI, especialmente por el éxito del iPad
de Apple
Terminal:
muchas redes utilizan este tipo de quipo en lugar de puestos de trabajo para la
entrada de datos. En estos solo se exhiben datos o se introducen. Este tipo de
terminales. Trabajan unido a un servidor, que es quien realmente procesa los
datos y pantallas de datos a los terminales.
Electrónica del hogar: Las tarjetas de red empezaron a integrarse, de
forma habitual, desde la primera década del siglo XXI, en muchos elementos
habituales de los hogares; televisores, equipos multimedia, proyectores,
videoconsolas, teléfonos celulares, libros electrónicos, etc. E incluso en
electrodomésticos, como frigoríficos, convirtiéndolos en partes de las redes
junto a los tradicionales ordenadores.
Impresoras:
muchos de estos dispositivos son capases de actuar como parte de una red de ordenadores
sin ningún otro elemento, tal como
un print server, actuando
como intermediario entre la impresora y el dispositivo que está solicitando un
trabajo de impresión de ser terminado. Los medios de conectividad de estos
dispositivos pueden ser alámbricos o inalámbricos, dentro de este último puede
ser mediante: ethernet, Wi-Fi,
infrarrojo o bluetooth. En algunos casos se integran dentro de la impresora y
en otros por medio de convertidores externos
SERVIDORES
Son
los equipos que ponen a disposición de los clientes los distintos servicios. En la siguiente lista
hay algunos tipos comunes de servidores y sus propósitos:
·
Servidor de archivos: almacena varios tipos de archivo y
los distribuye a otros clientes en la red. Pueden ser servidos en distinto
formato según el servicio que presten y el medio: FTP,HTTP, etc.
·
Servidor de impresión: controla una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros
clientes de la red, poniendo en cola los trabajos de impresión (aunque también
puede cambiar la prioridad de las diferentes impresiones), y realizando la mayoría
o todas las otras funciones que en un sitio de trabajo se realizaría para
lograr una tarea de impresión si la impresora fuera conectada directamente con
el puerto de impresora del sitio de trabajo.
·
Servidor de correo: almacena, envía, recibe, en ruta y realiza otras operaciones
relacionadas con el correo-e (e-mail) para los clientes de la red.
·
Servidor de fax: almacena, envía, recibe, en ruta y realiza otras funciones necesarias
para la transmisión, la recepción y la distribución apropiadas del fax, con
origen y/o destino una computadora o un dispositivo físico de telefax.
·
Servidor de telefonía: realiza funciones relacionadas con la telefonía, como es la de
contestador automático, realizando las funciones de un sistema interactivo para
la respuesta de la voz, almacenando los mensajes de voz, encaminando las
llamadas y controlando también la red o Internet, etc. Pueden operar con telefonía
IP o analógica.
·
Servidor proxy: realiza un cierto
tipo de funciones en nombre de otros clientes en la red para aumentar el
funcionamiento de ciertas operaciones (p. ej., prefetching y
depositar documentos u otros datos que se soliciten muy frecuentemente).
También «sirve» seguridad; esto es, tiene un firewall (cortafuegos). Permite administrar el acceso a Internet
en una red de computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios
web, basándose en contenidos, origen/destino, usuario, horario, etc.
·
Servidor de acceso remoto (Remote Access Service, RAS): controla las
líneas de módems u otros
canales de comunicación de la red para que las peticiones conecten una posición
remota con la red, responden las llamadas telefónicas entrantes o reconocen la
petición de la red y realizan los chequeos necesarios de seguridad y otros
procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red. Gestionan las
entradas para establecer la red virtual privada (VPN).
·
Servidor web: almacena documentos HTML, imágenes,
archivos de texto, escrituras, y demás material web compuesto por datos
(conocidos normalmente como contenido), y distribuye este contenido a clientes
que la piden en la red.
·
Servidor De Streaming: servidores que
distribuyen multimedia de forma continua evitando al usuario esperar a la
descarga completa del fichero. De esta forma se pueden distribuir contenidos
tipo radio, vídeo, etc. en tiempo real y sin demoras.
·
Servidor de reserva (standby server): tiene el software de reserva de la red
instalado y tiene cantidades grandes de almacenamiento de la red en discos
duros u otras formas del almacenamiento disponibles para que se utilice con el
fin de asegurarse de que la pérdida de un servidor principal no afecte a la
red. El servidor de reserva lo puede ser de cualquiera de los otros tipos de
servidor, siendo muy habituales en los servidores de aplicaciones y bases de
datos.
·
servidor de autenticación: es el encargado de verificar que un usuario pueda
conectarse a la red en cualquier punto de acceso, ya sea inalámbrico o por
cable, basándose en el estándar 802.1x y puede ser
un servidor de tipo RADIUS.
·
Servidores para los servicios de red: estos equipos gestionan aquellos servicios necesarios propios de la
red y sin los cuales no se podrían interconectar, al menos de forma sencilla.
Algunos de esos servicios son: servicio de directorio para la gestión de los usuarios
y los recursos compartidos, Dynamic Host Configuration Protocol(DHCP) para la asignación de las direcciones IP en redes TCP/IP,Domain Name System (DNS)
para poder nombrar los equipos sin tener que recurrir a su dirección IP
numérica, etc.
·
Servidor de base de datos: permite almacenar la información que utilizan las
aplicaciones de todo tipo, guardándola ordenada y clasificada y que puede ser
recuperada en cualquier momento y sobre la base de una consulta concreta. Estos
servidores suelen utilizar lenguajes estandarízados para hacer más fácil y
reutilizable la programación de aplicaciones, uno de los más populares es SQL.
·
Servidor de aplicaciones: ejecuta ciertas aplicaciones. Usualmente se trata de un dispositivo de
software que proporciona servicios de aplicación a las computadoras cliente. Un
servidor de aplicaciones gestiona la mayor parte (o la totalidad) de las
funciones de lógica de negocio y de acceso a los datos de la aplicación. Los
principales beneficios de la aplicación de la tecnología de servidores de
aplicación son la centralización y la disminución de la complejidad en el
desarrollo de aplicaciones.
·
Servidores de monitorización y
gestión: ayudan a simplificar las tareas de control,
monitorización, búsqueda de averías, resolución de incidencias, etc. Permiten,
por ejemplo, centralizar la recepción de mensajes de aviso, alarma e
información que emiten los distintos elementos de red (no solo los propios
servidores). El SNMP es uno de los protocolos más difundidos y que permite
comunicar elementos de distintos fabricantes y de distinta naturaleza.
ALMACENAMIENTO EN RED
En las redes medianas y
grandes el almacenamiento de datos principal no se produce en los propios
servidores, sino que se utilizan dispositivos externos, conocidos como disk arrays (matrices de discos) interconectados,
normalmente por redes tipo SAN o Network-Attached
Storage (NAS). Estos medios
permiten centralizar la información, una mejor gestión del espacio, sistemas redundantes y de alta disponibilidad.
Los medios de copia de seguridad suelen incluirse en la misma red donde
se alojan los medios de almacenamiento mencionados más arriba, de esta forma el
traslado de datos entre ambos, tanto al hacer la copia como las posibles
restauraciones, se producen dentro de esta red sin afectar al tráfico de los
clientes con los servidores o entre ellos.
DISPOSITIVOS DE RED:
Los equipos informáticos
descritos necesitan de una determinada tecnología que forme la red en cuestión.
Según las necesidades se deben seleccionar los elementos adecuados para poder
completar el sistema. Por ejemplo, si queremos unir los equipos de una oficina
entre ellos debemos conectarlos por medio de un conmutador o un concentrador, si además hay unos
varios portátiles con tarjetas de red Wi-Fi debemos conectar un punto de acceso
inalámbrico para que recoja sus señales y pueda enviarles las que les
correspondan, a su vez el punto de acceso estará conectado al conmutador por un
cable. Si todos ellos deben disponer de acceso a Internet, se interconectarán por medio
de un router, que podría ser ADSL,
ethernet sobre fibra óptica, broadband,
etc.
Los elementos de la
electrónica de red más habituales son:
·
Conmutador de red (switch),
·
enrutador (router),
·
puente de red (bridge),
·
puente de red y enrutador (brouter),
·
Punto de acceso inalámbrico (Wireless Access Point, WAP)
PROTOCOLOS
DE RED:
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. 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, de modo que el
modelo OSI no puede ser considerado una arquitectura de red
CLASIFICACIÓN DE LAS
REDES:
Una red puede recibir distintos calificativos de
clasificación sobre la mesa de distintas taxonomías: alcance, tipo de conexión,
tecnología, etc.
·
Por Alcance: Red Área Personal (Personal Área Network, PAN)
es una red de computadoras usada para la comunicación entre los dispositivos de
la computadora cerca de una persona.
·
Red Inalámbrica de área
personal (Wireless
Personal Area Network,WPAN), 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.
·
Red de área local (Local Area Network, LAN),
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: (Wireless Local Area
Network,WLAN), 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: (Campus Area Network, CAN),
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: (Metropolitan Area
Network, MAN) 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, una red que interconecte los edificios públicos de un
municipio dentro de la localidad por medio de fibra óptica.
·
Red de área amplia: (Wide Area Network, WAN),
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: (Storage Area Network, SAN),
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.
Por Tipo De Conexión:
·
Cable 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. Dependiendo de la
red se pueden utilizar, uno, dos, cuatro o más pares trenzados.
·
Cable Coaxial: se utiliza para transportar señales electromagnéticas de alta
frecuencia, el cual posee un núcleo sólido (generalmente de cobre) o de hilos,
recubierto por un material dieléctrico y una malla o blindaje, que sirven para
aislar o proteger la señal de información contra las interferencias o ruido
exterior.
·
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.
Por Relación Funcional:
·
Cliente-Servidor: es
la arquitectura que consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a
otro programa (el servidor) que le da respuesta.
·
Peer-To-Peer: o red
entre iguales, es aquella red de computadoras en la que todos o algunos
aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos
que se comportan como iguales entre sí.
Por Tecnología:
·
Red Punto A Punto (point to point, PtP) es aquella en la que existe multitud
de conexiones entre parejas individuales de máquinas. Este tipo de red
requiere, en algunos casos, máquinas intermedias que establezcan rutas para que
puedan transmitirse paquetes de datos. El medio electrónico habitual para la
interconexión es el conmutador, oswitch.
·
Red de Difusión (broadcast) se caracteriza por transmitir datos por un sólo canal de comunicación
que comparten todas las máquinas de la red. En este caso, el paquete enviado es
recibido por todas las máquinas de la red, pero únicamente la destinataria
puede procesarlo. Los equipos unidos por un concentrador (hub),
forman redes de este tipo.
·
Red Multipunto, dispone de una línea o medio de comunicación cuyo uso está compartido
por todas las terminales en la red. La información fluye de forma
bidireccional. Los terminales pueden estar separados geográficamente.
Por Topología Física:
·
Red En Bus (Bus o “conductor común”) o Red lineal (line): se caracteriza por tener un
único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los
diferentes dispositivos.
·
Red En Anillo (ring) o Red circular: cada
estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera.
Además, puede compararse con la Red en cadena margarita (dDaisy chain).
·
Red En Estrella: (star): las estaciones están
conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de
hacer necesariamente a través de éste.
·
Red Malla: (mesh): cada nodo está conectado a
todos los otros.
·
Red En Árbol: (tree) o Red jerárquica: los nodos están colocados en forma de árbol. Desde
una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en
estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central.
·
Red híbrida: o Red mixta: se da cualquier combinación de las
anteriores. Por ejemplo, circular de estrella, bus de estrella, etc.
Por La Direccionalidad
De Los Datos:
·
Simplex o unidireccional: un equipo terminal de datos
transmite y otro recibe.
·
Half-Duplex o semidúplex: el método o protocolo de envío
de información es bidireccional pero no simultáneo bidireccional, sólo un
equipo transmite a la vez.
·
Full-Duplex:o dúplex: los dos equipos involucrados en la
comunicación lo pueden hacer de forma simultánea, transmitir y recibir.
Por Grado De
Autentificación:
·
Red privada: es una red que solo puede ser usada por algunas
personas y que está configurada con clave de acceso personal.
·
Red de acceso
público: una red pública se define como una
red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas
con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectados, capaz
de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su
ubicación geográfica.
Por Grado De Difusión:
·
Una intranet es una red privada de computadoras que utiliza tecnología de
Internet para compartir dentro de una organización parte de sus sistemas de
información y sistemas operacionales.
·
La Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación
interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP.
Por Servicio O Función:
·
Red comercial proporciona soporte e información para una empresa u organización
con ánimo de lucro.
·
Red educativa proporciona soporte e información para una organización educativa
dentro del ámbito del aprendizaje.
·
Red para el proceso de datos proporciona una interfaz para intercomunicar equipos que vayan a
realizar una función de cómputo conjunta
CONSTRUCCION DE UNA RED
DE ORDENADORES
Una red simple
Una red de ordenadores sencilla se puede construir de dos
ordenadores, agregando un adaptador de la red (controlador de interfaz de red
(NIC)) a cada ordenador y conectándolos mediante un cable especial llamado
“cable cruzado” (el cual es un cable de red con algunos cables invertidos, para
evitar el uso de un router o switch). Este tipo de red es útil para transferir
información entre dos ordenadores que normalmente no se conectan entre sí por
una conexión de red permanente o para usos caseros básicos del establecimiento
de red.
Alternativamente, una red entre dos ordenadores se puede
establecer sin apartado dedicado adicional, usando una conexión estándar, tal
como el puerto serial RS-232 en ambos ordenadores, conectándolos entre si vía
un cable especial cruzado nulo del modem
En este tipo de red solo es necesario configurar una
dirección IP, pues no existe un servidor que les asigne IP automáticamente.
En el caso de querer conectar más o dos ordenadores, o con
vista a una posible ampliación de la red, es necesario el uso de un
concentrador que se encargara de repartir la señal y el ancho de banda
disponible entre los equipos conectados a él.
Simplemente le llega el paquet3e de datos al concentrador,
el cual lo reenvía a todos los equipos conectados a él; el equipo destinatario
del paquete lo recoge, mientras que los demás simplemente lo descartan.
Esto afecta al rendimiento de la red, ya que solo se puede
enviar un paquete a la vez, por lo que mientras ese paquete se encuentra en
circulación ningún otro paquete será enviado.
REDES PRACTICAS
Las redes practicas constan generalmente de más de dos
ordenadores interconectados y generalmente requieren dispositivos especiales
además del controlador de interfaz de red con el cual cada ordenador son: los
concentradores (hubs, multiplexores (switches y enrutadores (routers).
Las características más importantes que se utilizan para
describir una red son: velocidad, seguridad, disponibilidad, escalabilidad y
confiabilidad. La consideración de estas características permite dimensionar de
manera adecuada una red de computadoras solucionando las necesidades de los
usuarios.
·
Velocidad: es
una medida de la rapidez con que los datos son tramitados sobre la red.
·
Seguridad:
indica el grado de seguridad de la red incluyendo los datos que son
transmitidos por ella.
·
Disponibilidad: es
una medida de la probabilidad de que la red va a estar disponible para su uso
·
Escalabilidad:
indica la capacidad de la red de permitir más usuarios y requerimientos de
transmisión de datos.
·
Confiabilidad: es
una medida de la probabilidad de falla
PROXY
Servidor proxy conectado indirectamente dos ordenadores.
En el contexto de las redes informáticas, el termino proxy
hace referencia a un programa o dispositivo que realiza una acción en
representación de otro. Su finalidad más habitual es la de servidor proxy, que
sirve para permitir el acceso a internet a todos los equipos de una organización
cuando solo se puede disponer de un único equipo conectado, esto es, una única
dirección IP.
Funcionamiento:
un proxy permite a otros equipos conectarse a una red de
forma indirecta a través de él. Cuando un equipo de la red desea acceder a una
información o recurso, es realmente el proxy quien realiza la comunicación y a
continuación traslada el resultado al equipo inicial. En unos casos esto se
hace así porque no es posible la comunicación directa y en otros casos porque
el proxy añade una funcionalidad adicional, como puede ser la de mantener los
resultados obtenidos (p.ej.: una página web) en una cache que permite acelerar
sucesivas consultas coincidentes, con esta denominación general de proxy se
agrupan diversas técnicas.