• También llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o más computadoras.
• Su finalidad principal es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el coste general de estas acciones.
Origen
• La historia de la red comienza en los 60 con el establecimiento de las redes de conmutación de paquetes. Conmutación de paquetes es un método de fragmentar mensajes en partes llamadas paquetes, encaminarlos hacia su destino, y ensamblarlos una vez llegados allí.
• La primera red experimental de conmutación de paquetes se usó en el Reino Unido, en los National Physics Laboratories. Hasta el año 69 esta tecnología no llego a los USA, donde comenzó a utilizarla el ARPA, o agencia de proyectos avanzados de investigación para la defensa.
• El ancestro de la InterNet , pues, fue creado por la ARPA y se denominó ARPANET. El plan inicial se distribuyó en 1967. Los dispositivos necesarios para conectar ordenadores entre si se llamaron IMP (lo cual, entre otras cosas, significa "duende'' o "trasgo''), es decir, Information Message Processor, y eran un potente miniordenador fabricado por Honeywell con 12 Ks de memoria principal. El primero se instaló en la UCLA, y posteriormente se instalaron otros en Santa Barbara, Stanford y Utah. Curiosamente, estos nodos iniciales de la InterNet todavía siguen activos, aunque sus nombres han cambiado. Los demás nodos que se fueron añadiendo a la red correspondían principalmente a empresas y universidades que trabajaban con contratos de Defensa.
• Pero InterNet viene de interconexión de redes, y el origen real de la InterNet se situa en 1972, cuando, en una conferencia internacional, representantes de Francia, Reino Unido, Canada, Noruega, Japón, Suecia discutieron la necesidad de empezar a ponerse de acuerdo sobre protocolos, es decir, sobre la forma de enviar información por la red, de forma que todo el mundo la entendiera.
Topologías de las redes
1. Red en estrella
• Las estaciones están conectadas directamente a un punto central.
• Dispositivos no están directamente conectados entre sí.
• No se permite tanto tráfico de información.
• El nodo central en estas sería el enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (HUB) por el que pasan todos los paquetes.
Ventajas
• Si una PC se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red esa PC.
• Fácil de agregar, reconfigurar arquitectura PC.
Desventajas
• Si el nodo central falla, toda la red deja de transmitir.
• Requiere más cable que las topologías bus o anillo.
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2. Red en árbol
• Parecida a una serie de redes en estrella interconectadas solo que no tiene un nodo central.
• Variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones.
• Las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.
Ventajas
• El Hub central al retransmitir las señales amplifica la potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal.
• Se permite conectar más dispositivos gracias a la inclusión de concentradores/Hubs secundarios.
• Permite priorizar y aislar las comunicaciones de distintas computadoras.
Desventajas
• Se requiere mucho cable.
• Si se viene abajo el segmento principal ,
todo el segmento se viene abajo con él.
• Es más difícil su configuración.
• No tiene sentido único.
3. Red en malla
• Cada nodo está conectado a todos los nodos.
• Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos, y sin interrupciones (estando la red completamente conectada).
• No requiere de un servidor o nodo central, (se reduce el mantenimiento).
• Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores, si falla un cable, el otro se hará cargo del trafico.
• Requiere de mucho cable
4. Red en Bus
• Tiene un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. Así todos los dispositivos comparten el mismo canal para intercomunicarse.
Ventajas
• Facilidad de implementación y crecimiento.
• Simplicidad en la arquitectura.
Desventajas
• Hay un límite de equipos dependiendo de la calidad de la señal.
• Complejidad de reconfiguración y aislamiento de fallos.
• Limitación de las longitudes físicas del canal.
• El desempeño se disminuye a medida que la red crece.
• Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
5. Red en anillo
• Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación.
• En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos).
Ventajas
• Simplicidad en la arquitectura y facilidad de fluidez de datos
Desventajas
• Longitudes de canales
• El canal usualmente se degradará a medida que la red crece.
Clasificación de redes
1. Por alcance, por su tecnología de interconexión
• PAN (personal area network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona.
• 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.
• CAN (campus area network) es una red de computadoras que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, o una base militar.
• MAN (metropolitan area network) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa.
• WAN (wide area network) son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa.
• Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (storage area network), es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte.
• Una Red de área local virtual (Virtual LAN, VLAN) es un grupo de computadoras con un conjunto común de recursos a compartir y de requerimientos, que se comunican como si estuvieran adjuntos a una división lógica de redes de computadoras en la cuál todos los nodos pueden alcanzar a los otros por medio de broadcast (dominio de broadcast) en la capa de enlace de datos, a pesar de su diversa localización física.
• Una Red irregular es un sistema de cables y buses que se conectan a través de un módem, y que da como resultado la conexión de una o más computadoras. Esta red es parecida a la mixta, solo que no sigue los parámetros presentados en ella. Muchos de estos casos son muy usados en la mayoría de las redes.
2. Por su tipo de conexión
Medios guiados o Alámbricas.
• El cable coaxial se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes.
• El cable de 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.
• La 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.
Medios no guiados o Inalámbricas.
• Red por radio es aquella que emplea la radiofrecuencia como medio de unión de las diversas estaciones de la red. Ej. Bluetooth, Wi-Fi.
• Red por infrarrojos permiten la comunicación entre dos nodos, usando leds infrarrojos para ello. Cada dispositivo necesita "ver" al otro para realizar la comunicación. Es escasa su utilización a gran escala.
• Red por microondas utiliza microondas como medio de transmisión. Se utiliza una antena que se coloca en un área despejada sin obstáculos de edificios, árboles u otras cosas que pudieran entorpecer una buena recepción en el edificio del receptor y se coloca un módem que interconecta la antena con la computadora. La comunicación entre el módem y la computadora se realiza a través de una tarjeta de red, que deberá estar instalada en ella.
• Orientadas.
• Los paquetes de información van de la terminal de origen hacia su destino, siguiendo una ruta determinada por la conexión física.
• No orientadas.
• Los paquetes de informacion saben a donde llegaran, pero no por donde, pues no tienen una ruta preestablecida.
3. Redes de acuerdo a su relación.
• Cliente-servidor es una arquitectura que consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta. Ej. En un ciber al mandar imprimir un archivo.
• Peer-to-peer o De Igual a Igual 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. Se comparten recursos (informacion, imágenes, archivos…)
DESCRIPCIÓN DEL MODELO OSI.
Modelo de interconexión de sistemas abiertos, también llamado OSI (en inglés open system interconnection) es el modelo de red descriptivo creado por la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) en 1984. Es decir, es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicaciones
• Siguiendo el esquema de este modelo se crearon numerosos protocolos. El advenimiento de protocolos más flexibles donde las capas no están tan demarcadas y la correspondencia con los niveles no era tan clara puso a este esquema en un segundo plano. Sin embargo es muy usado en la enseñanza como una manera de mostrar cómo puede estructurarse una "pila" de protocolos de comunicaciones.
Responsable de realizar una transferencia fiable. En esta capa se reciben peticiones de nivel de res y se utilizan los servicios de nivel físico. Esta capa se encarga de tomar una transmisión de datos "cruda" y transformarla en una abstracción libre de errores de transmisión para la capa de red. Este proceso se lleva a cabo dividiendo los datos de entrada en marcos en forma secuencial, y procesa los marcos de estado que envía el nodo destino.
2. Capa física
Encargada de dar un poco de nivel de transmisión entre los nodos de la red. Se tratan temas en esta capa como conectores, tipos de cable, las tensiones, el pin-out, entre otros. Es la responsable de envío de la información sobre el sistema hardware utilizado en cada caso. Se usa un protocolo distinto según el tipo de red física. Transmite los bits de información a través del medio usado para la transmisión.
3. Capa de Red
Proporciona los servicios de envío, enrutamiento o encaminamiento y control de congestionamiento de los datos (paquete de datos) de un nodo a otro en la red. Su propósito es simple: formar una interfase entre los usuarios de una máquina y la red, esto es, la red es controlada por esta capa y las dos primeras. Todo lo que a esta capa le interesa es un camino de comunicación y no la forma en que éste se construye.
4. Capa de Transporte
Consiste en proveer comunicación extremo a extremo de un programa de aplicación a otro. Se encarga de la transferencia libre de errores en los datos entre el emisor y receptor, y de dar un transporte confiable asegurando que los datos lleguen sin errores y en la secuencia correcta. Coordina múltiples aplicaciones que interactúen en la red simultáneamente de forma que los datos enviados por una aplicación sean recibidos por la aplicación correspondiente.
5. Capa de Sesión
Como principal objetivo permite que los usuarios de diferentes máquinas establezcan sesiones entre ellos, permite a un usuario entrar a un sistema de tiempo compartido a distancia, o bien, compartir archivos a distancia.
6. Capa de Presentación
Recibe los datos de la capa de sesión como una serie de bits y los transforma para que la capa de presentación los pueda entender (jpeg, mp3...). Hace conversión de datagramas a archivos de formatos entendibles o viceversa. Sus funciones son la compresión de datos, cifrado de datos, manejar las estructuras abstractas de los datos, semántica de los datos, sintaxis de los datos transmitidos (que los datos lleguen de manera reconocible).
7. Capa de Aplicación
Hacen uso de Protocolos (HTTP, FTP, TELNET, POP3, etc) Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos como correo electrónico (POP y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP)
El encapsulamiento rodea los datos con la información de protocolo necesaria antes de que se una al tránsito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información final y otros tipos de información. (Nota: La palabra "encabezado" significa que se ha agregado la información correspondiente a la dirección).
Para ver cómo se produce el encapsulamiento, examine la forma en que los datos viajan a través de las capas como lo ilustra la siguiente figura. Una vez que se envían los datos desde el origen, como se describe en la siguiente figura, viajan a través de la capa de aplicación y recorren todas las demás capas en sentido descendiente. Como puede ver, el empaquetamiento y el flujo de los datos que se intercambian experimentan cambios a medida que las redes ofrecen sus servicios a los usuarios finales. Como lo muestran las figuras, las redes deben realizar los siguientes cinco pasos de conversión a fin de encapsular los datos:
1. Crear los datos. Cuando un usuario envía un mensaje de correo electrónico, sus caracteres alfanuméricos se convierten en datos que pueden recorrer la internetwork.
2. Empaquetar los datos para ser transportados de extremo a extremo. Los datos se empaquetan para ser transportados por la internetwork. Al utilizar segmentos, la función de transporte asegura que los hosts del mensaje en ambos extremos del sistema de correo electrónico se puedan comunicar de forma confiable.
3. Anexar (agregar) la dirección de red al encabezado. Los datos se colocan en un paquete o datagrama que contiene el encabezado de red con las direcciones lógicas de origen y de destino. Estas direcciones ayudan a los dispositivos de red a enviar los paquetes a través de la red por una ruta seleccionada.
4. Anexar (agregar) la dirección local al encabezado de enlace de datos. Cada dispositivo de la red debe poner el paquete dentro de una trama. La trama le permite conectarse al próximo dispositivo de red conectado directamente en el enlace. Cada dispositivo en la ruta de red seleccionada requiere el entramado para poder conectarse al siguiente dispositivo.
5. Realizar la conversión a bits para su transmisión. La trama debe convertirse en un patrón de unos y ceros (bits) para su transmisión a través del medio (por lo general un cable). Una función de temporización permite que los dispositivos distingan estos bits a medida que se trasladan por el medio. El medio en la internetwork física puede variar a lo largo de la ruta utilizada. Por ejemplo, el mensaje de correo electrónico puede originarse en una LAN, cruzar el backbone de un campus y salir por un enlace WAN hasta llegar a su destino en otra LAN remota. Los encabezados y la información final se agregan a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI.
