COMPONENTES. ARQUITECTURAS DE RED MEDIOS DE TRANSMISIÓN. TIPOS DE REDES.
1. INTRODUCCIÓN.
2. REDES DE ORDENADORES: COMPONENTES.
2.1. CONCEPTO.
2.2. COMPONENTES.
2.2.1. SERVIDOR.
2.2.2. ESTACIONES DE TRABAJO.
2.2.3. PLACAS DE INTERFAZ DE RED (NIC).
2.2.4. CABLES Y CONECTORES DE RED.
2.2.5. PERIFÉRICOS.
3. AQUITECTURAS DE RED.
3.1. RED EN BUS.
3.2. RED EN ESTRELLA.
3.3. RED EN ANILLO.
3.4. RED JERÁRQUICA.
4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN.
5. TIPOS DE REDES.
5.1. REDES DE SERVIDOR DEDICADO.
5.2. REDES COMPARTIDAS.
5.3. RED PUNTO A PUNTO.
5.4. RED MUI,TIPUNTO.
5.5. RED TELEFÓNICA CONMUTADA.
5.6. RED DE ÁREA EXTENSA.
5.7. RED DE ÁREA LOCAL (LAN).
BIBLIOGRAFÍA:
– Aplicaciones informáticas y Operatoria de Teclados XXI. Ed. Mc-GrawHili. – Aplicaciones Informáticas. Ciclo Formativo de Grado Medio de Gestión Administrativa. Ed. Thomsom Paraninfo.
– Windows 98. Ed. Paraninfo (Jaime de Yraolagoitia). A
1. INTRODUCCIÓN.
El mundo actual de la información exige que cualquier usuario pueda acceder a los recursos compartidos, por ejemplo, una carpeta o una impresora. Una de las grandes posibilidades de que esto sea así es que nuestro ordenador está dentro de una red; así se abren nuevas posibilidades para compartir recursos, y por recursos no se entiende únicamente información, sino también impresoras, unidades de grabación, etc.
Para poder hacer tal cosa, el equipo debe incluir cierto hardware (tarjeta de red) y cierto software (programas de comunicaciones de red). Lógicamente, estos requisitos exigen una inversión (hecha la salvedad de la existencia de la propia red a la que conectarse). Así, se puede comprobar que el sistema de redes en el ámbito del usuario particular no es el habitual; sin embargo, en el campo de las empresas, por pequeñas que sean, es lo más normal.
Windows facilita, con el propio sistema operativo, el software necesario para trabajar en redes.
A lo largo del tema analizaremos las redes de ordenadores y sus componentes, así como sus componentes y las arquitecturas de red.
También veremos los medios de transmisión de datos a través de la red, así como los tipos de redes existentes.
2. REDES DE ORDENADORES: COMPONENTES.
2.1. CONCEPTO.
Una red es un conjunto de dos o más ordenadores conectados entre sí para la transmisión de datos y que pueden compartir recursos entre ellos (archivos, impresoras, documentos, etc.). La red más simple consistiría en dos ordenadores. Redes más complicadas incluyen infinidad de equipos.
Compartir eficazmente archivos, ejecutar aplicaciones de red, etc., es complejo y requiere dispositivos hardware (servidores, tarjetas de red, etc.), cables que han de unir los diferentes ordenadores y un software especial que ha de instalarse en los ordenadores, denominado sistema operativo de red.
En sentido general, la transmisión de datos se refiere al movimiento de los datos y de la información desde un lugar a otro. Por ejemplo, el envío de correspondencia a través de un servicio de correos entraría dentro de esta área.
Desde el punto de vista informático, entendemos por transmisión de datos el movimiento de datos e información a través de los sistemas de telecomunicaciones, es decir, utilizando la teleinformática.
Por otra parte, el concepto de teleinformátiea o telemática se define como la técnica mediante la cual es posible la comunicación de los datos y la realización de ciertos procesos entre equipos informáticos que están alejados entre sí.
Entonces, teniendo en cuenta los dos conceptos anteriores, diremos que es posible conectar varios terminales remotos con un ordenador central, de forma que los datos y la información puedan transmitirse entre ordenador y terminales, en ambos sentidos. La utilización de las telecomunicaciones dentro del ámbito de la informática hace que esa transmisión se realice a gran velocidad.
Por terminal entendemos un dispositivo informático de Entrada/Salida utilizado para hacer posible la comunicación con un ordenador.
2.2. COMPONENTES.
2.2.1. SERVIDOR.
Un gestor o servidor es un ordenador que comparte sus periféricos y archivos con otros ordenadores. En él es donde se suele instalar el sistema operativo de la red_ Es el ordenador utilizado para gestionar el sistema de archivos de la red, controlar todas las comunicaciones, las peticiones que realizan los usuarios. En el servidor se encuentran las utilidades de administración y gestión más importantes.
El servidor es un ordenador que comparte sus recursos y su información con otros ordenadores, conectados a él mediante una red.
Podemos hablar de tres tipos de servidores:
– Servidores de ficheros: Permite compartir ficheros del disco duro (si nosotros queremos compartir por ejemplo una carpeta y el contenido en ficheros o archivos de la misma deberemos de utilizar el botón derecho del ratón/compartir/pestaña compartir/activar la opción compartir).
– Servidor de impresión: Se encarga de gestionar todos los trabajos de impresión que circulan o solicitan los usuarios de la red (la impresora se instala en un ordenador al cual se conectan todos los demás en red, con lo que se permite
imprimir desde cualquier ordenador conectado, teniendo encendido el servidor). – Servidor de comunicaciones: Se encarga de gestionar y controlar todas las comunicaciones de la red (Ej: PNTIC, servidor del programa de nuevas tecnologías del MECD en Internet).
2.2.2. ESTACIONES DE TRABAJO.
Las estaciones se conectan a través de la placa de conexión de red y el cable correspondiente.
Las estaciones de una Red de Área Local (LAN) tienen una serie de características:
Todas las estaciones de trabajo son sistemas inteligentes: Realizan su propio procesamiento después de cargar los programas desde el servidor. Cualquier ordenador con capacidad de proceso puede conectarse a la red.
– El Sistema Operativo de las estaciones de trabajo puede ser distinto. DOS, OS/2, Macintosh, etc.
2.2.3. PLACAS DE INTERFAZ DE RED (NIC).
Las placas de conexión o tarjetas de red permiten conectar el cable de la red al servidor de las estaciones de trabajo.
Las propias tarjetas de red tienen impresos los protocolos y órdenes para comunicarse con otro ordenador, así como la distribución física (topología) propia de cada una.
Cada estación o nodo de la red necesita una tarjeta de red, incluido el servidor. Es importante destacar la necesidad de que en una red local todas las tarjetas deben ser del mismo tipo.
Las redes más utilizadas en la actualidad están basadas en adaptadores Ethernet, que será probablemente el estándar utilizado en la red de la mayoría de las empresas y el que deberíamos elegir si estamos creando una red nueva. Veamos un poco más profundamente los Adaptadores Ethernet.
Los adaptadores o tarjetas de red Ethernet son los más utilizados en la actualidad y los que encontraremos en la lista de precios de cualquier distribuidor. A la hora de adquirir un adaptador Ethernet es preciso tener en cuenta los criterios siguientes:
> Velocidad: Existen redes Ethernet que trabajan a 10 Mbps (millones de bits por segundo) y redes Ethernet que trabajan a 100 Mbps (FastEthernet), incluso es muy habitual que existan redes mixtas donde hay partes que trabajan a 10 Mbps y otras a 100 Mbps. Si vamos a conectar el ordenador a la red de nuestra empresa, debemos preguntar al administrador la velocidad Ethernet con la que se trabaja para comprar la tarjeta Ethernet adecuada. Y si estamos creando una red nueva, es preferible trabajar a 100 Mbps, pues un adaptador FastEthernet no cuesta más de 60 €, mientras que la velocidad se multiplica por diez. De todas formas, la mejor solución son las tarjetas Ethernet 10/100, que se autoadaptan a ambas velocidades, con lo cual se pueden instalar en una red actual a 10 Mbps y seguirán funcionando cuando la red migre a 100 Mbps.
– Conector al cable de red: Las redes Ethernet pueden trabajar con diferentes tipos de cables, en cuyo caso el adaptador Ethernet tendrá que poseer el conector adecuado. Las más habituales son las tarjetas Ethernet con conector BNC para cable coaxial y las tarjetas con conector RJ45 para trenzado. Incluso existen las tarjetas Ethernet combo, que incluyen un conector y otro RJ45, lo que las hace prácticamente universales.
– Bus: Lógicamente, existen tarjetas de red Ethemet para ranuras de expansión ISA y para ranuras PCI. Es preferible trabajar con una tarjeta PCI, pues ofrece mejores prestaciones, pero si alguno de los ordenadores que se quieren conectar en red sólo tiene ranuras ISA, no queda más remedio que usar un adaptador Ethernet ISA. También hay adaptadores para PC Card (PCMCIA).
– Plug and Pay: Aunque no es necesario, resulta conveniente que el adaptador Ethernet sea Plug and Play para evitar que el usuario tenga que estar definiendo parámetros a bajo nivel, de forma que sea la propia tarjeta la que se autoasigne los recursos necesarios eligiéndolos entre los recursos que están libres.
2.2.4. CABLES Y CONECTORES DE RED.
Una vez instalado un adaptador de red en cada ordenador, es necesario decidir el cable que los va a unir y por el cual viajarán los datos. En realidad, la elección del cable es anterior porque según el cable utilizado tendremos que comprar un adaptador con los conectores adecuados. Los tres tipos de cable más utilizados son coaxial, par trenzado y fibra óptica.
Cable coaxial y conector BNC: El cable coaxial es igual que el cable de las antenas de televisión, con un hilo de cobre en la parte central que es rodeado por un cilindro de plástico y, después, por malla. Los conectores del cable coaxial reciben el nombre de conectores BNC. Lógicamente, cuando se utiliza un cable coaxial en una red Ethernet se necesitan adaptadores Ethernet con conectores BNC.
2.2. COMPONENTES.
2.2.1. SERVIDOR.
Un gestor o servidor es un ordenador que comparte sus periféricos y archivos con otros ordenadores. En él es donde se suele instalar el sistema operativo de la red_ Es el ordenador utilizado para gestionar el sistema de archivos de la red, controlar todas las comunicaciones, las peticiones que realizan los usuarios. En el servidor se encuentran las utilidades de administración y gestión más importantes.
El servidor es un ordenador que comparte sus recursos y su información con otros ordenadores, conectados a él mediante una red.
Podemos hablar de tres tipos de servidores:
– Servidores de ficheros: Permite compartir ficheros del disco duro (si nosotros queremos compartir por ejemplo una carpeta y el contenido en ficheros o archivos de la misma deberemos de utilizar el botón derecho del ratón/compartir/pestaña compartir/activar la opción compartir).
– Servidor de impresión: Se encarga de gestionar todos los trabajos de impresión que circulan o solicitan los usuarios de la red (la impresora se instala en un ordenador al cual se conectan todos los demás en red, con lo que se permite imprimir desde cualquier ordenador conectado, teniendo encendido el servidor).
– Servidor de comunicaciones: Se encarga de gestionar y controlar todas las comunicaciones de la red (Ej: PNTIC, servidor del programa de nuevas tecnologías del MECD en Internet).
2.2.2. ESTACIONES DE TRABAJO.
Las estaciones se conectan a través de la placa de conexión de red y el cable correspondiente.
Las estaciones de una Red de Área Local (LAN) tienen una serie de características:
– Todas las estaciones de trabajo son sistemas inteligentes: Realizan su propio procesamiento después de cargar los programas desde el servidor.
– Cualquier ordenador con capacidad de proceso puede conectarse a la red.
– El Sistema Operativo de las estaciones de trabajo puede ser distinto. DOS, OS/2, Macintosh, etc.
2.2.3. PLACAS DE INTERFAZ DE RED (NIC).
Las placas de conexión o tarjetas de red permiten conectar el cable de la red al servidor de las estaciones de trabajo.
Las propias tarjetas de red tienen impresos los protocolos y órdenes para comunicarse con otro ordenador, así como la distribución física (topología) propia de cada una.
Cada estación o nodo de la red necesita una tarjeta de red, incluido el servidor. Es importante destacar la necesidad de que en una red local todas las tarjetas deben ser del mismo tipo.
Las redes más utilizadas en la actualidad están basadas en adaptadores Ethernet, que será probablemente el estándar utilizado en la red de la mayoría de las empresas y el que deberíamos elegir si estamos creando una red nueva. Veamos un poco más profundamente los Adaptadores Ethernet.
Cable par trenzado (UTP) y conector RJ45: El cable par trenzado, denominado genéricamente UTP (Unshielded Twisted Pair, par trenzado sin apantallar) es similar al utilizado como cable telefónico, pero con algunas pequeñas diferencias. El cable telefónico que nosotros poseemos en nuestra casa y oficina tiene 2 hilos y utiliza conectores RJ11 donde se enchufan teléfonos, módems, ete. Por el contrario, el par trenzado tiene dos pares de cable (es decir, 4 hilos) y utiliza conectores RJ45, que son iguales que los RJ11 pero ligeramente más anchos. Es importante señalar que el par centrado y los conectores RJ45 no sólo se emplean en conexiones de red, sino que son el cable y el conector utilizados en las líneas de teléfono RDSI y ADSL. A la hora de adquirir un cable par trenzado es fundamental conocer la categoría del cable (categoría UTP), que define la velocidad máxima de transmisión de datos. Los cables UTP con categoría 3 (velocidad máxima 16 Mbps) y categoría 4 (velocidad máxima 20 Mbps) son suficientes para las redes Ethernet a 10 Mbps o Token-Ring desde 4 a 16 Mbps. Pero si queremos trabajar con Ethernet a 100 Mbps (FastEthernet), se requiere un cable con categoría 5 (velocidad máxima 100 Mbps). Muchas empresas que trabajan con Ethernet a 10 Mbps ya están implantando cables UTP categoría 5, aunque sería suficiente con categoría 3 ó 4, para evitar cambiar el cableado cuando migren a FastEthernet (100 Mbps). Podemos ver la categoría del cable par centrado en el propio cable, ya que está serigrafiado el número de la categoría (por ejemplo, CATEGORY 5).
Cable y conectores de fibra óptica: La tecnología de fibra óptica transmite la información como pulsos de luz a través de un cable de fibra de vidrio. Ofrece una velocidad muy superior a la de los cables coaxial y par trenzado, pero también es mucho más caro y su instalación y mantenimiento exige cuidados profesionales. Sólo las grandes empresas, y en determinados tramos de su red, utilizan tecnología de fibra óptica. Por supuesto, se requieren adaptadores de red especiales con conectores de fibra óptica, mucho más caros.
¿Qué cable elegir? Si estamos incorporando nuestro ordenador a la red existente en la empresa, debemos preguntar al administrador el tipo de cable a usar. Y si estamos creando una red, es recomendable utilizar cable par trenzado con categoría UTP 5. Recordemos que para utilizar par centrado necesitaremos adaptadores de red con conectores RJ45.
2.2.5. PERIFÉRICOS.
Son dispositivos que pueden ser utilizados por la red y por tanto compartidos por todas las estaciones.
Entre los dispositivos más utilizados podemos indicar las impresoras, los puertos de comunicaciones, CD-ROM, plotters, discos duros, etc.
3. ARQUITECTURAS DE RED.
Las redes de área local LAN (Local Area Network), son aquellas redes instaladas en un dominio geográfico limitado, como un edificio, una empresa, un colegio, una universidad, con el fin de satisfacer las necesidades teleinformáticas de un organismo u organización. Existe la posibilidad de conectar una LAN con otras, mediante distintos tipos de conexiones espaciales como puentes, bridges, pasarelas, gatewys, encaminadores, routers.
Las redes LAN no pueden emplearse para transmitir información a grandes distancias. Para ello se emplean las redes de área extensa, WAN (Wide Area Network). Con el empleo de estas redes es posible la conexión de ordenadores y terminales situados en lugares físicos alejados, como en unidades o países distintos. El medio utilizado suele ser fibra óptica, microondas o vía satélite.
Un ejemplo de dispositivos que emplean esta clase de redes son los cajeros automáticos, ATM (Automated Teller Maehines), conectados a los ordenadores de los bancos y distribuidos por todo el mundo.
La disposición o forma física que adoptan los distintos nodos y canales de una red teleinformática constituye la topología de la red.
Respecto a esta topología, las redes se agrupan en distintas clases: en bus, en estrella, en anillo y jerárquica.
3.1. RED EN BUS.
La comunicación se establece entre todos los dispositivos conectados a un único canal, que es una línea bus. No existe ordenador principal y el nodo que desea efectuar una transmisión comprueba primero que el bus está disponible para poder utilizarlo, porque éste no da servicio, en cada momento, más que a un origen con un destino. A1 pasar una información por delante de un dispositivo, éste comprueba si esa información le pertenece o no. Es una topología barata y muy difundida. Se utiliza para compartir recursos como una impresora o un escáner.
3.2. RED EN ESTRELLA.
En esta topología, todos los nodos están conectados a otro central, servidor o host, que es el coordinador de todas las comunicaciones que se producen, pasando por él todas las transmisiones.
Mediante esta topología, los distintos terminales pueden tener acceso, por ejemplo, a bases de datos u otras informaciones residentes en el servidor.
Tiene e1 inconveniente de que, en el caso de fallo del servidor, la red se queda paralizada.
3.3. RED EN ANILLO.
Los nodos se conectan unos a continuación de otros formando un anillo cerrado, es decir, cada nodo se conecta con sus dos vecinos. Los datos enviados desde un terminal circulan por la red hasta encontrar el nodo destino. No es necesaria la existencia de un nodo servidor o un host. Esta topología también se denomina red en bucle.
3.4. RED JERÁRQUICA.
También conocida con el nombre de topología en árbol, se utiliza cuando determinados nodos tienen preferencia frente a otros. Por ejemplo, varios terminales conectados a minis y éstos a host.
4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN.
Los medio de transmisión o canal de comunicación es el nombre general con el que se denomina a una línea por la que se transmiten datos e información. Su característica más importante es su achura de banda, es decir, su mayor o menor capacidad para transmitir datos. Físicamente, los canales son de varios tipos:
– Cable de pares: Es el mismo que el utilizado en comunicaciones telefónicas de voz. Está formado por dos hilos de cobre aislados individualmente y trenzados. Ambos están recubiertos por material plástico aislante. Se conoce también con el nombre de par centrado.
– Cable coaxial: Es un cable semejante al utilizado en las antenas interiores de TV. Están formados por dos hilos conductores: uno en el centro del cable recubierto de aislante y otro cilíndrico alrededor de una malla. Ambos están recubiertos por una capa plástica aislante. Posee hasta 80 veces la capacidad de transmisión del anterior de pares.
Cable de fibra óptica: El medio de transmisión está constituido por un conjunto de hilos delgados de fibra de vidrio por los que circulan impulsos de luz, normalmente
emitidos por un proyecto de rayos láser. Su capacidad de transmisión es de hasta 26.000 veces la del cable coaxial. Resulta un canal de alto coste.
Microondas: El medio de transmisión es el aire por el que pueden circular las ondas de radio de alta frecuencia que viajan en línea recta. Por ello, es necesario que emisor y receptor se vean. Si debido a la orografia o a la edificación esto no fuera posible, se haría necesario disponer de antenas intermedias de transmisión.
– Satélites: El enlace se hace como en el canal anterior, por microondas, pero se utiliza un satélite artificial como repetidor. Los satélites giran alrededor de la Tierra a una determinada altura y velocidad, lo que les convierte en un medio geoestacionario.
5. TIPOS DE REDES.
Básicamente podemos dividir a las Redes para la Comunicación dos grandes grupos o bloques funcionales: redes dedicadas y redes compartidas.
5.1. REDES DE SERVIDOR DEDICADO.
Uno de los ordenadores se utiliza como servidor de la red; su misión es la gestión y control, poniendo recursos al servicio de los usuarios. Éstos acceden, de acuerdo con las autorizaciones, a los recursos de la red (además de poder trabajar como modestos ordenadores personales).
Este tipo de redes permite una considerable centralización y un control muy estricto de la información; sin embargo, requieren un ordenador muy potente para ser usado como servidor y software específico.
5.2. REDES COMPARTIDAS.
Son aquéllas en las que las líneas de comunicación pueden soportar informaciones de diferentes usuarios.
Se trata siempre de Redes de Servicio Público ofrecidas por las compañías de telecomunicaciones bajo cuotas de alquiler en función de la utilización realizada. Básicamente se encuentran dentro de este grupo la red telefónica conmutada y las redes especiales para la transmisión de datos.
5.3. RED PUNTO A PUNTO.
Todos los ordenadores de la red tienen el mismo “estatus”. Cada usuario marca los recursos que se van a compartir de su propio ordenador. El nivel de seguridad es menor, pero resulta mucho más versátil a la hora de modificaciones y/o ampliaciones, además de ser más económico. Quizá su problema radique en la falta de centralización, que deberá ser cubierta con normas muy estrictas en el manejo de la información (estándares).
5.4. RED MULTIPUNTO.
En ella varios terminales ubicados geográficamente en el mismo o diferentes emplazamientos tienen acceso común al Ordenador Central por medio de una única línea principal que soporta el tráfico de todos ellos.
En este tipo de estructura, cada terminal tiene que reconocer si el mensaje que llega al ordenador es para él o no.
Para ello, cada uno de los mensajes lleva incorporada la dirección del terminal de destino.
La comunicación del terminal con el ordenador se consigue cuando existe línea libre, de acuerdo con una disciplina establecida por el propio Ordenador Central. Su ventaja es su menor coste de explotación, aunque presenta el inconveniente añadido, de la necesidad de implementar un procedimiento secuencial de invitación a transmitir derivado de la limitación que supone el compartir la misma línea principal.
5.5. RED TELEFÓNICA CONMUTADA.
La interconexión de equipos informáticos se realiza en este caso a través de la misma Red utilizada para Telefonía.
Para establecer la comunicación se exige la selección previa, mediante la marcación del número de teléfono asignado al receptor, del circuito conecta a ambos equipos. Una de las necesidades que planta es la incorporación de modems de conversión digital-analógica y viceversa en ambos extremos de la línea, los cuales suelen incorporar dispositivos de marcaje, respuesta y desconexión automática que liberan al operador de realizar estas funciones manualmente.
El equipo receptor deberá incorporar controles que sólo permitan el acceso a los usuarios autorizados.
5.6. RED DE ÁREA EXTENSA.
Una red de área extensa (WAN) podría definirse como una red que interconecta ordenadores, terminales y redes de área local (LANs) a escala nacional e internacional.
Las rede LAN no pueden emplearse para trasmitir información a grandes distancias. Para ello se emplean las redes de área extensa, WAN (Wide Arca Network). Con el empleo de estas redes es posible la conexión de ordenadores y terminales situados en lugares físicos alejados, como en ciudades o países distintos. El medio utilizado suele ser la fibra óptica, microondas o vía satélite.
Los estándares más significativos que se aplican a redes de área extensa afectan a:
a) El medio (modems, líneas, etc.).
b) Los interfaces físicos.
c) Los protocolos de control del enlace de datos.
d) Los estándares de arquitectura de la red.
Los elementos más comunes para interconectar redes de área extensa son: Repetidores: Funcionan en el nivel físico. Envían paquetes desde un sector de red primario (cable) a otro extendido. No interactúan con los protocolos de más alto nivel.
Puentes: Interconectan dos o más redes, pasando los paquetes entre ellas. Soportan distintos tipos de redes.
Routers: Son similares a los puentes, si bien observan con más detenimiento la dirección del paquete, y toman parte en la determinación del camino a seguir para llevarlo a su destino.
Brouters: Son combinaciones de puentes y routers. Algunos permiten conexiones múltiples, algunas como puentes y otras como routers. Los brouters
suelen poseer esquemas de direccionamiento propios, que aumentan el rendimiento pero los hacen incompatibles con los routers.
Gateways (Pasarelas): Funcionan en los niveles más altos de la jerarquía de protocolos, permitiendo que puedan interconectarse los sistemas y redes que utilizan protocolos incompatibles.
5.7. RED DE ÁREA LOCAL (LAN).
Es un conjunto de ordenadores conectados entre sí para comunicarse, compartir periféricos y archivos, dentro de un área o entorno pequeño, como un edificio, una empresa, un colegio, una universidad, con el fin de satisfacer las necesidades teleinformáticas de un organismo u organización.
Las redes locales están diseñadas para facilitar la interconexión de una gran variedad de equipos de tratamiento de información dentro de un centro.
Entre sus ventajas destacan:
• Aumento de la productividad.
• Reducción de costes de equipo.
• Aumento del nivel de comunicación.
• Simplicidad de la gestión.