REDES INFORMATICAS I 2021 12 BTPI
REDES INFORMATICAS I
12 BACHILLERATO TECNICO PROFESIONAL EN INFORMATICA
LIC. MARCO ANTONIO RAMOS
I PARCIAL I SEMESTRE 2021
Objetivos Específicos:
- Analizar los tipos de redes informáticas y su rol en la comunicación actual
- Reconocer las distintas topologías y las ventajas de la utilización de una red
- Comprender los beneficios de utilizar una red informática en la comunicación telefónica de la empresa
CONTENIDOS A DESARROLLAR
- · Introducción a las Redes Informáticas ¿Qué es una Red Informática?
- · Servicios de una Red
- · Modelos OSI-TCP
- · Tipos de Redes:
- · Según su extensión
- · Según su nivel de acceso
- · Redes a nivel lógico
- · Topologías
- · Tipo Bus
- · Tipo Anillo
- · Tipo Estrella
- · Componentes de conexión
- · Medios de transmisión
- · Direccionamiento
- · IPV4-IPV6
- · Tecnologías de red
- · VPN
- · Protocolos de red
- ·
INTRODUCCION A LAS REDES INFORMATICAS
¿QUÉ ES UNA RED
INFORMÁTICA?
Las redes
informáticas surgieron como una necesidad de interconectar diferentes computadoras
de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos.
Como tal, debemos pensar en un soporte físico que abarque el cableado, las
placas necesarias para las computadoras, y un conjunto de programas que formen
el Sistema Operativo de la Red.
Se puede definir una red informática como un sistema de comunicación que conecta computadoras y otros equipos informáticos o dispositivos entre sí, con la finalidad de compartir información, recursos y por sobre todas las cosas, economiza el presupuesto de hardware y software.
Compartir
recursos implica que se necesita menos Hardware a la hora de contar con los recursos
necesarios. Recursos tales como:
·
Dispositivos (Impresoras, almacenamientos,
modems, …)
·
Transferencia de archivos entre sistemas
·
Aplicaciones y Servicios
·
Internet, etc.
Este concepto
facilita en gran medida el trabajo en grupo y no solamente se puede conectar
computadoras en un mismo entorno físico sino también permite conectar equipos separados
por distancias geográficas extensas, como por ejemplo: una PC en Argentina
puede conectarse sin inconvenientes con una PC en cualquier parte del mundo.
Con el
beneficio de compartir información y recursos en una red, los usuarios de los sistemas
informáticos de una organización podrán hacer un mejor uso de los mismos,
mejorando de este modo el rendimiento global de la organización. Entre las
ventajas que supone tener instalada una red, podemos citar las siguientes:
- · Mayor facilidad en la comunicación entre equipos
- · Reducción en el presupuesto para software
- · Reducción en el presupuesto para hardware
- · Posibilidad de organizar grupos de trabajo
- · Mejoras en la administración de los equipos y programas
- · Mejoras en la integridad de los datos
- · Mayor seguridad para acceder a la información
Servicios de
una Red
Podemos
determinar los siguientes servicios.
a) Acceso
a la red
Los servicios
de acceso se encargan tanto de verificar la identidad del usuario, (para
asegurar que sólo pueda acceder a los recursos para los que tiene permiso),
como de permitir la conexión de usuarios a la red desde lugares remotos.
b. Compartir
Archivos
La posibilidad
de compartir archivos es la prestación principal de las redes locales. La
aplicación básica consiste en utilizar archivos de otros usuarios, sin
necesidad de utilizar un pendrive, CD u otro medio de transporte de
información.
La ventaja
fundamental es la de disponer de carpetas en la red a los cuales un grupo de
usuarios tenga acceso.
c. Impresión
Permite compartir
impresoras entre varias computadoras de la red, lo cual evitará la necesidad de
tener una impresora para cada equipo, con la consiguiente reducción en los
costos. Las impresoras de red pueden ser conectadas a un servidor de impresión,
que se encargará de gestionar la impresión de trabajos para los usuarios de la red,
almacenando trabajos en espera (cola de impresión), asignando prioridades a los
mismos, etc.
d. Información
Los servidores
de información pueden almacenar bases de datos para su consulta por los
usuarios de la red u otro tipo de información.
e. Acceso a
Internet
Una de las prestaciones de Red que con el tiempo ha aumentado considerablemente su uso, es Internet.
Internet a
grandes rasgos permite la posibilidad de configurar una PC con una conexión
permanente a servicios en línea externos, de forma tal que los usuarios de la Intranet
no necesiten utilizar un modem personal para acceder a ellos.
Modelos OSI-TCP
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 7 capas muy definidas y con funciones diferenciadas y el TCP/IP con
4 capas diferenciadas pero que combinan las funciones existentes en las 7 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.
El modelo TCP/IP fue desarrollado antes que OSI. Es más simple y está formado por menos capas. Este modelo es el implantado actualmente a nivel mundial: Fue utilizado en ARPANET y es utilizado actualmente a nivel global en Internet y redes locales. Su nombre deriva de los dos principales protocolos que lo conforman: TCP en la Capa de transporte e IP en la Capa de red. Se compone de 4 capas.
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TIPOS DE REDES
Existen varios
tipos de redes, los cuales se clasifican de acuerdo a su tamaño, distribución lógica
y nivel de acceso.
Al definir las
redes conectadas por medio de una placa específica, se las puede catalogar con
respecto a su área de cobertura en tres tipos:
- LAN (Local Área Network/Redes de Área Local)
- MAN (Metropolitan Área Network/Redes de Área Metropolitana)
- WAN (Wide Area Network/Redes de Área Extensa)
LAN
Una LAN es un
sistema de interconexión de equipos informáticos basado en líneas de alta velocidad
y que suele abarcar, como mucho, un edificio.
Un caso típico
de LAN es cuando existe un equipo servidor de LAN, desde el que los usuarios cargan
las aplicaciones que se ejecutarán en sus estaciones de trabajo. Los usuarios
pueden también solicitar tareas de impresión y otros servicios que están
disponibles mediante aplicaciones que se ejecutan en el servidor.
Se pueden
compartir archivos con otros usuarios. Los accesos a estos archivos están controlados
por un administrador de la LAN. Además, permite compartir el acceso a Internet
de una computadora (Servidor) a las que están conectadas a ella.
Una MAN es un
sistema de interconexión de equipos informáticos distribuidos en una zona que
abarque
diversos edificios, o pueden conectarse equipos dentro de ciudades vecinas. Por
ejemplo, podría utilizarse para la conexión de equipos por medio de la línea
telefónica de dos sucursales de una empresa para compartir datos. Este tipo de
redes se utiliza normalmente para interconectar redes de área local.
Una WAN es un
sistema de interconexión de equipos informáticos geográficamente dispersos, que
pueden estar incluso en continentes distintos. El sistema de conexión para
estas redes normalmente involucra a redes públicas de transmisión de datos.
Esta red une
equipos y/o redes a nivel mundial. Una de las redes WAN más conocidas es INTERNET
la cual permite conectar computadoras entre sí a través del mundo entero.
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TIPOS DE REDES
A NIVEL LÓGICO
Podemos definir dos categorías de redes que son aplicables a nivel lógico (nivel Software), estas son las redes:
- · Cliente - Servidor
- · Peer to Peer (Igual a igual)
Cliente -
Cliente
Este tipo de red cuenta con una computadora principal a la que denominamos. SERVIDOR especialmente configurado para centralizar datos, brindar seguridad y ofrecer servicios a los CLIENTES (usuarios).
Servidores:
Un servidor es
una computadora que ejecuta un sistema operativo de red y ofrece servicios de red
a las estaciones de trabajo. El servidor debe ser un sistema fiable con un
procesador potente, con discos de alta capacidad y con gran cantidad de memoria
RAM y un sistema operativo de red como Windows NT o Linux .
Cliente: Los equipos que se conectan a los servidores son llamados Clientes o equipos concurrentes, los cuales dependen de este servidor central para efectuar su conexión a la red, llegando en algunos casos hasta depender de la carga del sistema operativo ya que en este caso el equipo cliente no cuenta con unidades de disco debiendo trabajar en memoria principal y descargar todos los datos en el disco del servidor.
Peer to Peer
Este tipo de red se caracteriza porque los equipos conectados a la red cuentan con la misma jerarquía, también comparten datos y periféricos al igual que la Servidor-Cliente, pero sin un equipo central que controle el acceso a estos recursos.
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TOPOLOGÍAS DE RED
La topología de red se define
como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para
comunicarse. La arquitectura o topología de red es la disposición física en la
que se conectan los nodos, es decir, la conjunción del método de cableado y la
metodología de conexión, hay varios tipos de topologías encontrándose entre las
más frecuentes y accesibles:
- Tipo
Bus
- Tipo
Anillo
- Tipo
Estrella
La selección de alguna de
estas topologías para la creación de una red informática, va a depender de las
variables disponibles, como economía, velocidad necesaria, espacio disponible,
etc.
TIPO BUS
En este tipo de topología todos
los equipos se conectan sobre un mismo tramo de cable, La topología de bus
permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de
todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los
dispositivos obtengan esta información.
Sin embargo, puede representar
una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y
colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la
topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los
extremos.
También representa una
desventaja ya que si el cable se rompe, ninguno de los servidores siguientes tendrá
acceso a la red.
TIPO ANILLO
En esta topología la señal viaja codificada, pero a diferencia de la topología tipo bus, esta es activa lo cual significa que cada equipo que participa a la red absorbe la señal, la recontruye y la retransmite lo cual desencadena en una desventaja, en el caso de falla de algún integrante de la red esta falla, ocasionando que se caiga el sistema.
Además, tiene un sistema de transmisión llamado paso de testigo, de esta forma
el equipo que transmite bloquea el equipo vecino logrando de esta forma que la
línea esté libre, ya que en este tipo de red las transmisión de datos también
es half-duplex , y de esta forma llega hasta el equipo que contiene el mismo
código y este la absorbe. Otro detalle que puede agregarse es que los datos
viajan en un solo sentido y se asume que es horario.
TIPO ESTRELLA
Esta topología es una de las
más utilizadas hoy en día. En esta red todos los equipos van a estar conectados
entre sí, no directamente, sino por medio de un HUB o concentrador el cual
cumple la función de una especie de central telefónica, interconectando todas las
máquinas. En este caso como mayormente se utiliza cable de par trenzado el
sistema de datos es full-duplex , logrando de esta forma mayor velocidad de
transmisión y recepción de datos. El sistema de transmisión es codificando la
señal inicial, la cual al ser escuchada por el equipo con el mismo código es
decodificado.
Componentes de una Conexión
de Red
Los dispositivos de conexión
de redes son aquellos que hacen posible conectar computadoras entre sí o redes
entre sí. Al hablar de una red es indispensable mencionar una placa de red o
Nic.
La NIC puede ser definida como la Placa de Red propiamente dicha, la cual conecta computadoras entre sí por medio de un cable u ondas celulares.
Aquí un ejemplo de las diferentes NIC
Comunes (PCI ) Para conexión con medios físicos (cables) e inalámbricas.
Placas para puerto PMCIA
(Para computadoras portátiles), para medios físicos e inalámbrico
Modem:
Un módem es un dispositivo
que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada
portadora. Permite conectar la PC a la línea telefónica y por ende a otras computadoras
o la placa CABLE-MODEM que permite conectar la PC a Internet por medio de cable
de la televisión.
El modulador emite una señal denominada
portadora. Generalmente, se trata de una simple señal eléctrica sinusoidal de
mucha mayor frecuencia que la señal moduladora. La señal moduladora constituye
la información que se prepara para una transmisión (un módem prepara la información
para ser transmitida, pero no realiza la transmisión).
La moduladora modifica alguna
característica de la portadora (que es la acción de modular), de manera que se
obtiene una señal, que incluye la información de la moduladora. Así el
demodulador puede recuperar la señal moduladora original, quitando la
portadora.
Tipos de módems:
Existen tres tipos diferentes
de módems, puesto que los distintos entornos de comunicación requieren
diferentes métodos de envío de datos. Estos entornos se pueden dividir en dos
áreas relacionadas con el ritmo de las comunicaciones:
• Asíncrona.
• Síncrona.
El tipo de módem que utiliza
una red depende de si el entorno es asíncrono o síncrono.
a. Comunicación asíncrona
(Async)
La comunicación asíncrona,
conocida como «async», es probablemente la forma de conexión más extendida.
Esto es debido a que async se desarrolló para utilizar las líneas telefónicas.
Cada carácter (letra, número
o símbolo) se introduce en una cadena de bits. Cada una de estas cadenas se
separa del resto mediante un bit de inicio de carácter y un bit de final de
carácter. Los dispositivos emisor y receptor deben estar de acuerdo en la
secuencia de bit inicial y final. El equipo destino utiliza los marcadores de
bit inicial y final para planificar sus funciones relativas al ritmo de recepción,
de forma que esté preparado para recibir el siguiente byte de datos.
La comunicación no está
sincronizada. No existe un dispositivo reloj o método que permita coordinar la
transmisión entre el emisor y el receptor. El equipo emisor sólo envía datos y
el equipo receptor simplemente los recibe. A continuación, el equipo receptor
los comprueba para asegurarse de que los datos recibidos coinciden con los
enviados.
Entre el 20 y el 27 por 100
del tráfico de datos en una comunicación asíncrona se debe al control y
coordinación del tráfico de datos. La cantidad real depende del tipo de
transmisión, por ejemplo, si se está utilizando la paridad (una forma de
comprobación de errores).
Las transmisiones asíncronas
en líneas telefónicas pueden alcanzar hasta 28.800 bps. No obstante, los
métodos de compresión de datos más recientes permiten pasar de 28.800 bps a
115.200 bps en sistemas conectados directamente.
Control de errores. Debido al potencial de
errores que puede presentar, async puede incluir un bit especial, denominado
bit de paridad, que se utiliza en un esquema de corrección y comprobación de
errores, denominado comprobación de paridad. En la comprobación de paridad, el
número de bits enviados debe coincidir exactamente con el número de bits
recibidos.
b. Comunicación síncrona
La comunicación síncrona
confía en un esquema temporal coordinado entre dos dispositivos para separar
los grupos de bits y transmitirlos en bloques conocidos como «tramas». Se
utilizan caracteres especiales para comenzar la sincronización y comprobar
periódicamente su precisión.
Dado que los bits se envían y
se reciben en un proceso controlado (sincronizado) y cronometrado, no se
requieren los bits de inicio y final. Las transmisiones se detienen cuando se
alcanza el final de una trama y comienzan, de nuevo, con una nueva. Este
enfoque de inicio y final es mucho más eficiente que la transmisión asíncrona,
especialmente cuando se están transfiriendo grandes paquetes de datos.
Los protocolos síncronos
realizan un número de tareas que no realizan los protocolos asíncronos.
Principalmente son:
• Formatear los datos en
bloques.
• Agregar información de
control.
• Comprobar la información
para proporcionar el control de errores.
Los principales protocolos de
comunicaciones síncronas son:
• Control síncrono de enlace
de datos (SDLC , Synchronous Data Link
Control).
• Control de enlace de datos
de alto nivel (HDLC , High-level Data Link
Control).
• Protocolo de comunicaciones
síncronas binarias (bysnc ).
La comunicación síncrona se
utiliza en la mayoría de todas las comunicaciones de red y digitales. Por
ejemplo, si está utilizando líneas digitales para conectar equipos remotos,
debería utilizar módems síncronos, en lugar de asíncronos, para conectar el
equipo a la línea digital. Normalmente, su alto precio y complejidad ha
mantenido a los módems síncronos fuera del mercado de los equipos personales.
Línea digital abonada
asimétrica (ADSL, Asymetric Digital Subscriber Line)
La última tecnología de módem
disponible es una línea digital abonada asimétrica (ADSL).
Esta tecnología convierte las
líneas telefónicas actuales de par trenzado en vías de acceso para las
comunicaciones de datos de alta velocidad y multimedia. Estas nuevas conexiones
pueden transmitir por encima de los 8 Mbps para el abonado y de hasta 1Mbps
desde el propio abonado.
La tecnología requiere un
hardware especial, incluyendo un módem ADSL en cada extremo de la conexión.
Además, necesita un cableado de banda amplia, ue está disponible actualmente en
muy pocas localizaciones y existe un límite en la longitud de conexión.
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HUB:
El Hub o concentrador es un
equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los
paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás.
Los hubs han dejado de ser
utilizados, debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que propician.
Switch:
Router:
Son dispositivos electrónicos de interconexión que mantienen el tráfico fluyendo eficientemente sobre caminos predefinidos en una interconexión de redes complejas, ofreciendo un encaminamiento “inteligente” hacia el destino de la información.
Medios de transmisión
Cables
El cable utilizado para
formar una red corresponde a medio de transmisión. Los tres factores que se
deben tener en cuenta a la hora de elegir el cable que será el medio de transmisión
para una red son:
Velocidad de transmisión
que se quiere conseguir.
Distancia máxima entre
ordenadores que se van a conectar.
Nivel de ruido e
interferencias habituales en la zona que se va a instalar la red.
Los cables más utilizados son
el par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.
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