LAN (Local Area Network)

Redes. TCP/IP. Hubs. Concentradores. Protocolos. Redes locales. Ethernet. Tarjeta de Red. CSMACD. Cable coaxial. Sistema de Red. Modelo OSI

  • Enviado por: Pajarovolador
  • Idioma: castellano
  • País: España España
  • 73 páginas
publicidad

REDES DE AREA LOCAL

INDICE GENERAL

  • TRABAJO SOBRE REDES DE AREA LOCAL

  • GLOSARIO DE TERMINOS

  • RESUMEN

  • BIBLIOGRAFÍA

INDICE DEL TRABAJO

1.- GENERALIDADES.

1.1.- CONCEPTO DE RED LOCAL.

1.2.-VENTAJAS DE LAS REDES LOCALES.

1.2.1.- Aumento de la productividad.

1.2.2.- Reducción de costes de equipo.

1.2.3.- Aumento del nivel de comunicación.

1.2.4.- Simplicidad de gestión.

1.3.- SERVIDORES DE UNA RED LOCAL.

1.3.1.- Servidor de ficheros.

1.3.2.- Servidor de impresión.

2.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN.

2.1.- CONCEPTO DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN.

2.2.- CIRCUITO DE DATOS.

2.2.1.- Conceptos de canal y circuitos.

2.2.2.- Elementos de un sistema de comunicación de ordenadores.

2.3.- MEDIOS DE TRANSMISIÓN.

2.4.- TIPOS DE TRANSMISIÓN.

2.5.- SINCRONIZACIÓN DE LA TRANSMISIÓN.

2.6.- TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN.

2.6.1.- Multiplexación.

2.6.2.- Concentración.

2.6.3.- Conmutación.

3.- MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN.

3.1.- CABLES ELÉCTRICOS.

3.2.- TIPOS DE CABLES DE COBRE.

3.3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES.

3.4.- CABLE DIRECTO.

3.5.- CABLE DE PAR TRENZADO.

3.6.- CABLE COAXIAL.

3.7.- CABLE DE FIBRA ÓPTICA.

3.8.- TOPOLOGÍA DE CABLEADO ESTRUCTURADO.

4.- TIPOS DE REDES.

5.- COMPONENTES DE UNA RED.

5.1.- INTRODUCCIÓN.

5.2.- EL SISTEMA OPERATIVO DE RED.

5.3.- SERVIDORES.

5.4.- ESTACIONES DE TRABAJO. CLIENTES (NODOS).

5.5.- ADAPTADORES DE RED (NIC´s).

5.6.- SISTEMAS DE CABLEADO.

5.7.- PERIFÉRICOS.

5.8.- DISPOSITIVOS PARA AMPLIAR LA RED.

6.- PROTOCOLOS Y ARQUITECTURAS DE COMUICACIONES.

6.1.- ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES.

6.1.1.- Concepto de arquitectura de comunicaciones.

6.1.2.- Clasificación de las arquitecturas.

6.2.- TIPOS DE CABLEADO.

6.2.1.- Coaxial.

6.2.2..- Par trenzado.

6.2.3.- Fibra óptica.

6.2.4.- Inalámbrico.

6.3.- ¿CÓMO SE CONECTAN LAS REDES?.

6.4.- PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES.

6.4.1.- Objetivos de un protocolo.

6.4.2.- Estructura de un protocolo.

6.5.- DESARROLLO DE ESTÁNDARES EN TELEINFORMÁTICA.

6.5.1.- Concepto de estándar.

6.5.2.- Organizaciones que desarrollan estándares.

6.6.- ARQUITECTURA TCP / IP.

6.6.1.- Características del protocolo TCP / IP.

6.6.2.- Utilidades TCP / IP.

6.6.3.- Direccionamiento IP.

6.7.- SNA (System Network Architecture) DE IBM.

6.8.- DNA (Digital Network Architecture) DE DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION.

6.9.- ARQUITECTURA OSI.

6.9.1.- Elementos básicos del modelo OSI.

6.9.2.- Niveles de abstracción del modelo OSI.

6.9.3.- Niveles de protocolo del modelo OSI.

6.9.3.1.- Nivel 1: Físico.

6.9.3.2.- Nivel 2: Enlace.

6.9.3.3.- Nivel 3: Red.

6.9.3.4.- Nivel 4: Transporte.

6.9.3.5.- Nivel 5: Sesión.

6.9.3.6.- Nivel 6: Presentación.

6.9.3.7.- Nivel 7: Aplicación.

7.- INTERCONEXIÓN DE REDES LOCALES.

7.1.- ELEMENTOS DE CONEXIÓN.

7.1.1.-Repetidor.

7.1.2.- Concentrador multimedio.

7.1.3.- Bridge.

7.1.4.- Routers.

7.1.5.- Bridge - router.

7.1.6.- Gateway.

8.- TOPOLOGÍAS DE RED.

8.1.- TOPOLOGÍA DE ESTRELLA.

8.2.- TOPOLOGÍA DE ANILLO CONFIGURADO EN ESTRELLA.

8.3.- TOPOLOGÍA TIPO BUS.

8.5.- TOPOLOGÍA INTERRED.

8.6.- ¿CÓMO SE COMUNICAN LAS REDES?.

9.- ESTRATEGIAS DE RED.

9.1.- COMUNICACIÓN IGUALITARIA.

9.2.- SISTEMAS OPERATIVOS IGUALITARIOS.

9.2.1.- Microsoft Windows 3.11 para trabajo en grupo.

9.2.2.- Microsoft Windows NT.

9.2.3.- Microsoft Windows ´95.

9.2.4.- Arisoft LANtastic.

10.- COMUNICACIÓN CLIENTE - SERVIDOR.

10.1.- SISTEMAS OPERATIVOS DE RED MÁS POTENTES.

10.1.1.- Novell Netware.

10.1.2.- Banyan VINES.

10.1.3.- UNIX.

10.1.4.- Microsoft Windows NT Advanced Server.

10.1.5.- IBM LAN Server.

11.- CONFIGURACIÓN DE UNA RED ENTRE IGUALES WINDOWS ´95 / ´98.

11.1.- PROTOCOLOS DE RED.

11.2.- COMPARTIR LOS RECURSOS DE RED.

11.3.- ACCEDER A LOS RECURSOS.

1. - GENERALIDADES.

1.1. - CONCEPTO DE RED LOCAL.

Una red local o LAN es un sistema de transmisión de datos, el cual permite compartir recursos o información por medio de ordenadores o redes de ordenadores. Las redes locales están diseñadas para facilitar la interconexión de una gran variedad de equipos de tratamiento de la información dentro de un centro. El término “red local” incluye el Hardware y el Software necesarios para la conexión de los dispositivos y para el tratamiento de la información.

Otra definición, quizás más apropiada, es la establecida por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers, que en Castellano quiere decir: Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica), que dice: “una red de área local es un sistema de comunicación de datos que permite a un cierto número de dispositivos independientes comunicarse directamente entre sí, dentro de un área geográfica reducida y empleando canales físicos de comunicación de velocidad moderada o alta”.

Las características que definen una red local son:

  • Un medio de comunicación común a través del cual todos los dispositivos pueden compartir información, programas y equipo, independientemente del lugar físico donde se encuentre el usuario o el dispositivo. En la mayoría de los casos, las redes locales están contenidas dentro de un área reducida, como por ejemplo un edificio de oficinas o el aula de los alumnos que estudian un módulo de programación...

  • Una velocidad de transmisión muy elevada, para que pueda adaptarse a las necesidades de los usuarios y del equipo. Normalmente, el equipo de la red local puede transmitir datos a la velocidad máxima a la que pueden comunicarse las “estaciones” de la red (suele ser de varios millones de bits por segundo).

  • Una distancia entre “estaciones “ realmente corta, desde unos pocos metros hasta varios kilómetros (2 ó 3), aunque la distancia puede ser mucho mayor utilizando dispositivos de transmisión especiales.

  • Utilización de cables de conexión normales.

  • Todos los dispositivos pueden comunicarse con el resto, y algunos de ellos pueden funcionar independientemente.

  • Un sistema fiable, con un índice de errores muy bajo, ya que la mayor parte veces las redes locales disponen de sus propios sistemas de detección y corrección de errores.

  • Flexibilidad, pues el usuario administra y controla su propio sistema.

Las redes locales se distinguen de los otros tipos de redes (tales como la red telefónica nacional o una red de transmisión de información) en lo siguiente:

  • La zona que cubren (normalmente no supera los 3.000 metros).

  • La velocidad de transmisión de la información (entre 1 y 5 millones de bits por segundo).

  • La simplicidad del medio de transmisión que utiliza cable coaxial y cables telefónicos, aunque últimamente se están usando cada vez más los cables de fibra óptica.

  • La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el Hardware y el Software.

  • La topología (siendo las más populares la topología en bus, anillo, y en estrella).

  • Los centros de control.

  • La facilidad de uso.

1.2. - VENTAJAS DE LAS REDES LOCALES.

1.2.1.- Aumento de la productividad.

Como herramienta que aumenta la productividad, una red local puede:

  • Hacer posible una mejor distribución de la información.

  • Mejorar la obtención, proceso y almacenamiento de la información.

  • Reducir, o incluso, eliminar la duplicidad de trabajos.

  • Mejorar la eficacia facilitando la unificación de sistemas y procedimientos.

  • Disponer de aplicaciones especializadas (gráficos,...), que resultarían caras para un solo ordenador.

1.2.2.- Reducción de los costes de equipo.

Vista como un sistema capaz de compartir dispositivos, una red local:

  • Permite reducir los gastos que conlleva la adquisición de Hardware de alto precio.

  • Hace que sea posible compartir los programas e información que estos generan y / o utilizan.

  • Ayuda a la integración de todos los aspectos del proceso de la información, en particular, transformando un grupo de microordenadores no muy potentes en un sistema de proceso distribuido de gran potencia.

Tabla 1.1. Métodos compartidos de la red.

Periféricos compartidos Aplicaciones del usuario

  • Disco duro. - Procesador de texto.

  • Impresora. - Hoja de cálculo.

  • Modem. - Base de datos.

  • Cinta de backup. - Gráficos.

  • Plotter. - Comunicaciones.

  • Otros. - Otras.

Aplicaciones conjuntas Aplicaciones de gestión de ficheros

  • Acceso a bases de datos. - Almacenamiento de ficheros.

  • Ficheros compartidos. - Transferencia de ficheros.

  • Correo electrónico. - Copia y backup de ficheros.

  • Agenda. - Otras.

  • Lenguajes de programación.

  • Enlace con mainframes

  • Otras definidas por el usuario..

1.2.3.-Aumento del nivel de comunicación.

La comunicación en una empresa es de vital importancia. Como medio de comunicación una red local:

  • Facilita la comunicación entre los distintos departamentos de una empresa.

  • Proporciona comunicación interna a alta velocidad entre ordenadores, sin la complejidad de un sistema de máquinas conectadas directamente entre sí.

  • Proporciona un método de acceso a dispositivos remotos, facilitando de este modo la comunicación con el mundo exterior.

1.2.4.- Simplicidad de gestión.

Como herramienta de gestión, una red local puede:

  • Aumentar el rendimiento de la empresa por medio de la distribución de tareas y equipo.

  • Mejorar la disponibilidad de los recursos.

  • Aumentar la fiabilidad del sistema.

  • Reducir al mínimo las consecuencias producidas por la perdida de un ordenador o dispositivo.

1.3.- SERVIDORES DE UNA RED LOCAL.

Un servidor, es un ordenador que comparte sus periféricos con otros ordenadores. Existen dos tipos de servidores:

  • Dedicados.- no disponen de monitor, ni de teclado, para lo único que sirven es para dar servicio a las solicitudes de otros ordenadores de la red.

  • No dedicados.- son ordenadores normales que tienen conectado un disco duro o una impresora y que, al igual que los dedicados, dan servicio a la red, con la diferencia de que se pueden utilizar como un ordenador normal mientras actúa de servidor.

1.3.1.- Servidor de ficheros.

El servidor de ficheros (file server) se encarga de que en un momento dado solo hay un usuario utilizando un fichero determinado. Los usuarios pueden trabajar como si tuvieran un disco de gran capacidad conectado a su ordenador. Cualquiera puede tener acceso a los ficheros, a no ser que se establezcan claves de acceso.

1.3.2.- Servidor de impresión.

El servidor de impresión permite compartir impresoras.

2.- TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN.

2.1.- CONCEPTO DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN.

En el proceso de la información pueden distinguirse tres elementos físicos: el emisor, o elemento que posee un dato y lo envía, el receptor, destinatario de dicho dato, que lo almacena y lo procesa de algún modo, y el medio físico interpuesto entre ambos.

MEDIO FISICO

MENSAJE

Figura 2.1.- Elementos de una transmisión

2.2.- CIRCUITO DE DATOS.

Se entiende por circuito de datos el camino continuo por el que un mensaje viaja hasta completarse su transmisión. Un circuito tendrá diferentes características según disponga o no de dos sentidos, y puede o no simultanearse la utilización de estos dos sentidos.

2.2.1.- Conceptos de canal y circuito.

La transición de datos consiste en el fluir de una información entre dos puntos de un sistema. Esta información estará codificada en alguna forma, adecuada al medio físico de que se trate. Para que se complete una transmisión se requiere la existencia de tres elementos: el emisor de la información, el medio de unión y el receptor de la información.

Se llama canal al conjunto de elementos que intervienen en la transición de una señal en un sentido.

Se denomina circuito de datos al conjunto de elementos que intervienen en la transición de información entre dos estaciones. Un circuito puede, por lo tanto, tener uno o varios canales. Se distinguen:

  • Circuitos simplex: la información sólo se transmite en un sentido. Una estación es emisor y otra es receptor. Solo existe, por tanto, un canal.

  • Circuito semiduplex (half-duplex): las señales van en ambos sentidos pero no simultáneamente. Hay un canal en un sentido, o un canal en el otro sentido en cada momento concreto.

  • Circuito duplex (full-duplex): las señales pueden viajar en ambos sentidos simultáneamente. Hay dos canales que existen todo el tiempo.

2.2.2.- Elementos de un sistema de comunicación de ordenadores.

De un modo genérico, los elementos que forman parte de un circuito que comunica dos ordenadores son los siguientes:

  • Un terminal.- se llama así al equipo informático que pretende acceder a otro equipo.

  • Un equipo de conversión de información.- debe traducir del formato utilizado por el terminal al formato soportado por la red de comunicación.

  • La línea de comunicación.- es externa al equipo en comunicaciones a larga distancia, y puede ser parte del equipo para redes locales. Sólo es conocida por las características necesarias para la conexión en sus extremos, resultando transparente para los equipos su funcionamiento interno.

  • El equipo receptor.- llamado host (huésped), con el que el terminal quiere comunicarse. Es frecuente que este host no se ocupe directamente de recibir y tramitar las solicitudes de comunicación, sino que estas tareas son desempeñadas por un front-end o procesador de comunicaciones. Se trata de un ordenador auxiliar especializado en estos menesteres y que prepara los mensajes para que consuman el menor tiempo del procesador principal.

2.3.- MEDIOS DE TRANSMISIÓN.

Para formar una red, los ordenadores precisan algún tipo de enlace entre ellos capaz de transmitir información. Como las computadoras son dispositivos electrónicos, los enlaces son elementos capaces de transmitir una señal eléctrica. Las señales que se emplean para el intercambio en una red son generalmente de frecuencia muy elevada, desde unos centenares de Kilohercios (Khz.) a cientos de Megahercios (MHz).

La siguiente tabla muestra las características de los principales medios de transmisión:

MEDIO

CAPACIDAD

INTERFERENCIAS Y PERDIDAS

LONGITUD TIPICA

COSTE

FLEXIBILIDAD

Coaxial grueso

Alta

Bajas

500 metros

Medio

Baja

Coaxial fino

Alta

Bajas

200 metros

Bajo

Media

Par trenzado (sin apantallar)

Media / baja

Muy altas

20-30 metros

Muy bajo

Alta

Par trenzado (apantallado)

Media

Altas

100 metros

Bajo

Alta

Fibra óptica

Muy alta

Ninguna

500 metros

Muy alto

Baja

Radio

Media / alta

Medias

10 metros / 10 Km

Alto

Muy alta

Infrarrojos

Media

Medias

20 metros

Alto

Muy alta

Láser

Alta

Medias / altas

1-5 Km

Alto

Medio

Tabla 2.1. Medios de transmisión entre ordenadores.

2.4.- TIPOS DE TRANSMISIÓN.

La información almacenada en el interior de un ordenador esta codificada usando un sistema binario. Este sistema de almacenamiento es discreto. Se habla de magnitudes discretas si la característica que se mide solo puede tomar ciertos valores dentro de un conjunto, con “saltos” entre ellos. El valor almacenado en una celda de memoria del computador es de 0 ó 1, sin valores intermedios. Por el contrario una magnitud es continua si entre dos de sus valores puede tomar cualquier otro valor intermedio. De acuerdo con el tipo de magnitud transmitida, se distinguen:

  • Transmisión digital.- la información, tal y como es manejada por el ordenador, se envía utilizando algún medio de transmisión, que la transporta en modo discreto (por ejemplo la comunicación entre diferentes elementos de un computador).

  • Transmisión analógica.- un mensaje producido por un computador se convierte a un formato eléctrico analógico, que viaja por un medio físico preparado para ello, como el teléfono o la radio.

Las técnicas digitales se imponen frente a las analógicas por sus ventajas:

  • La transmisión digital es más resistente a interferencias y errores.

  • El tratamiento de las transmisiones es más homogéneo, puesto que todas las informaciones se tratan del mismo modo (imagen, voz, datos) por medio de la codificación.

Una segunda clasificación es la que distingue tipos de transmisión por el agrupamiento que se haga de los datos que son transmitidos. Así se puede hablar de:

  • Transmisión en serie.- los bits o elementos que componen un mensaje son enviados uno detrás de otro, usando un solo canal. Se usa para largas distancias. Consume mucho tiempo de la línea, pero es un mecanismo sencillo y barato.

  • Transmisión en paralelo.- los bits se agrupan en bloques de n elementos. Estos n bits se envían simultáneamente, usando para ello (al menos) n canales. Es más eficiente que la transmisión en serie, pero requiere una infraestructura muy costosa.

Cabe hacer una tercera distinción entre las transmisiones atendiendo a cuantos bits son enviados al tiempo:

  • Transmisión de un nivel.- en la línea solo se distinguen dos niveles de tensión. Uno corresponde al bit 0 y otro al 1, con lo que los caracteres se envían bit a bit. Para el receptor es muy sencillo diferenciar entre una señal y otra.

  • Transmisión multinivel.- en la línea pueden establecerse varios estados de tensión. Por ejemplo, cuatro posibles estados. A cada uno de estos cuatro números se le asocia su representación en base dos: 00, 01, 10, 11. Por tanto con cada impulso en la línea le están llegando dos bits al receptor. Este método es mucho más eficiente.

2.5.- SINCRONIZACION DE LA TRANSMISIÓN.

El conjunto de técnicas destinadas a permitir la reconstrucción del mensaje, a partir de una sucesión de señales eléctricas, se denomina sincronización. Se distinguen tres grupos de técnicas:

  • Sincronización a nivel de bit.- son los métodos que permiten al receptor distinguir donde empieza y acaba un bit, dentro de una cadena de señales.

  • Sincronización a nivel de carácter.- se trata de agrupar los bits en caracteres para reconocer los símbolos del mensaje.

  • Sincronización a nivel de bloque.- los caracteres se envían en grupos que llevan un encabezamiento y un final ajenos al mensaje. Es necesario distinguir que es mensaje y que es información de control.

Según como se realicen las tareas de sincronización entre emisor y receptor se distingue entre:

  • Transmisión asíncrona.- la línea de comunicación tiene un estado por defecto, por ejemplo el 0. el emisor envía cada carácter con una información de control antes y otra después. Para indicar que comienza la emisión, envía un bit 1 (start). Después se envían los bits que forman el carácter. Por último, de nuevo la tensión por defecto (stop), con duración entre la de un bit y dos bits antes de enviar el siguiente start. Este mecanismo necesita que el controlador de tiempos de emisor y receptor tengan una base común. Pero no es necesario que ambos relojes funcionen marcando el mismo tiempo real. El reloj del receptor se activa al llegar el bit start.

Start Start Start

Receptor

Stop Stop Stop

Figura 2.2. Transición asíncrona del carácter C.

  • Transición síncrona.- en lugar de enviar carácter a carácter, precedido y seguido de información de control, en la transmisión síncrona se agrupan los caracteres en tramas de una cierta longitud. Al principio de la comunicación se envían unos bits particulares y otros al final. El sincronismo a nivel de carácter viene dado por el código común, y a nivel de bloque por el carácter de fin de trama.

2.6.- TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN.

2.6.1.- Multiplexación.

El multiplexado es el envío de varias comunicaciones por una sola línea física, sin que se mezclen. Para ello, los orígenes de las diversas comunicaciones se conectan a un equipo multiplexador que separa las diversas comunicaciones. Estos multiplexores son equipos electrónicos sin capacidad de proceso ni memoria, realizan su tarea de forma automática. Se usa multiplexación cuando varios terminales quieren conectarse con un equipo alejado y uno de ellos no consumiría con pleno aprovechamiento la línea disponible. El espacio que necesita cada comunicación se denomina canal.

  • Multiplexado por división en el tiempo.- las transmisiones individuales ocupan todo el ancho de banda del canal físico, pero solo durante un intervalo de tiempo.

  • Multiplexado por división de frecuencias.- el ancho de banda disponible en la línea física se reparte en trozos de una anchura capaz de albergar un canal. El dispositivo de multiplexación traslada las comunicaciones de su rango de frecuencias nativo al rango que le corresponda, utilizando así toda la capacidad de la línea.

2.6.2.- Concentración.

Consiste en el aprovechamiento de toda la capacidad de la línea concentrando la transmisión de un terminal en el tiempo. Un concentrador es un dispositivo “inteligente” (con procesador) y con programa fijo. Suele utilizarse para conectar uno o varios terminales de baja capacidad de comunicación con un host.

Línea de baja velocidad.

Terminales

Figura 2.3. Líneas individuales.

Una solución consiste en sustituir las líneas particulares por una línea de alta velocidad, que une el concentrador con el host. Los terminales se unen al concentrador por líneas directas lentas. El concentrador acumula la transmisión de un terminal hasta que sea suficiente para ser enviada ocupando todo el ancho de banda posible.

Línea de alta velocidad.

Concentrador

Terminales

Figura 2.4. Concentración.

El concentrador realiza otras tareas, tales como sondeo de terminales, conversión de códigos y protocolos o almacenamiento del mensaje, en previsión de averías en la línea.

2.6.3.- Conmutación.

Este método es impracticable si se trata de unir un conjunto numeroso de elementos, pues la cantidad de parejas posibles es muy elevada. La solución consiste en establecer un sistema de nodos principales conectados entre sí, y una red secundaria de terminales que se conectan al nodo principal que les queda más próximo.

Para establecer una comunicación del terminal A al B (figura 2.4), se conecta al nodo próximo N1, éste lo hace al nodo N2, y de aquí se conecta con el terminal B. Esta técnica recibe el nombre de conmutación, y puede seguir diferentes métodos:

Figura 2.5.- Conmutación.

  • Conmutación de circuitos.- consiste en el establecimiento de un enlace físico continuo entre terminales.

  • Conmutación de mensajes.- el emisor envía un mensaje a una dirección de destino al nodo más próximo en la red.

  • Conmutación de paquetes.- se divide en trozos de tamaño fijo, a cada trozo lo llamaremos paquete, cada uno lleva la dirección del destinatario, y cada paquete puede ser enviado por una ruta diferente, según las condiciones del tráfico aconsejen.

3.- MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN.

3.1.- CABLES ELÉCTRICOS.

El cable metálico es el primer medio físico utilizado en las redes telefónicas. Para la utilización en teleinformática se utiliza el mismo sistema. El principal problema de este medio de transporte es la -->diafonía [Author:A].

3.2.- TIPOS DE CABLES DE COBRE.

Los datos binarios se transmiten sobre el cable de cobre (Cu) mediante la aplicación de un voltaje en un extremo y su recepción en el otro. Típicamente, un voltaje de +V voltios representa un “1” digital y un voltaje de -V voltios representa un “0” digital. Los tres tipos principales de cables de cobre utilizados para transmitir señales digitales son el cable directo, el par trenzado y cable coaxial.

3.3.- CARACTERÍSTICAS DE LOS CABLES.

Los cables metálicos que conducen señales eléctricas son balanceados o no balanceados.

  • El cable de par trenzado es balanceado: consta de dos hilos individualmente rodeados por un aislante. Cada uno de los hilos del par tiene una misma corriente, pero en direcciones opuestas. Un solo par trenzado forma un circuito. El trenzado ayuda a reducir el ruido eléctrico así como las interferencias externas, que tienden a ser canceladas por las corrientes opuestas del par de hilos.

  • El cable coaxial es un medio no balanceado en el que la corriente fluye a través del conductor de la señal y vuelve a tierra. En el cable coaxial la malla protectora que rodea al conductor sirve como tierra y protección.

El cable de cobre está sujeto a los siguientes parámetros que están relacionados con los materiales utilizados para crear el cable y el diseño de la construcción:

  • Atenuación: las transmisiones de señales sobre largas distancias están sujetas a atenuación, que es una pérdida de intensidad o amplitud de la señal. La atenuación puede provocar errores en la transmisión, lo cual obliga a realizar intentos de retransmisión, y esto último reduce aún más las prestaciones. Se resuelve con el empleo de amplificadores de señal.

  • Capacitancia: este parámetro puede distorsionar la señal en el cable. Cuanto más grande es la longitud del cable o más fino es el aislante, mayor es la capacitancia y la distorsión resultante. Es una medida de energía (carga eléctrica) almacenada en el cable, incluido el aislante. Todos los cables tienen unos valores de capacitancia conocidos que se miden en pico faradios(pF).

  • Impedancia y distorsión por retardo: una señal compuesta por varias frecuencias es propensa a una distorsión por retardo provocada por la impedancia (resistencia que cambia a las distintas frecuencias). Decrementando la longitud del cable y / o disminuyendo la frecuencia de transmisión se puede solucionar el problema.

  • Ruido de fondo: las líneas de transmisión tendrán cierta cantidad de ruido de fondo generado por el transmisor, las líneas adyacentes o fuentes externas, como luces fluorescentes, motores... Este ruido se combina con la señal transmitida. La distorsión resultante puede ser menor, pero la atenuación puede provocar que el nivel de amplitud de la señal digital decremente el nivel de ruido de fondo. La reducción de la longitud del cable soluciona el problema.

3.4.- CABLE DIRECTO.

El cable de cobre directo consiste en dos hilos de cobre rodeados por un aislante. Se utiliza para conectar dispositivos periféricos sobre distancias cortas y a velocidades de bit bajas, para transmisiones de datos en serie. Los cables serie usados para conectar módems e impresoras serie utilizan este tipo de hilo. Este hilo está sujeto a interferencias (señales procedentes de hilos cercanos) sobre distancias largas, por lo que no es idóneo para redes.

3.5.- CABLE DE PAR TRENZADO.

El cable de par trenzado consiste en dos hilos de cobre rodeados por un aislante. Dos hilos son trenzados juntos para formar un par y el par forma un circuito que puede transmitir datos.

{LAN}

Figura 3.1.- Par trenzado de ocho hilos.

Figura 3.2.- Par trenzado blindado.{LAN}

El cable consiste en un manojo de uno o más pares trenzados rodeados por un aislante. El par trenzado sin apantallar (UTP) es común en la red telefónica. El cable de par trenzado apantallado (STP) proporciona protección contra las interferencias externas. El trenzado evita el problema por interferencias.

Para trabajar transmisión de datos en una red local a alta velocidad (100 Mbps.) se está recomendando uno de par trenzado apantallado de categoría 5. El mismo cable de par trenzado es comúnmente empleado en Ethernet, token ring y otras topologías de red.

3.6.- CABLE COAXIAL.

Consta de un núcleo de cobre sólido rodeado por un aislante, un hilo que combina protección y tierra y una funda protectora externa. Del cable coaxial se fabrican dos tipos, uno para banda base (10Mbps.) y otro para banda ancha (300Mbps.). El cable coaxial de banda base es el medio tradicional para redes de área local Ethernet y ARCnet.

El cable coaxial puede conectar dispositivos sobre distancias más largas que el cable de par trenzado (185 metros frente a 100 metros). Sin embargo el cable de par trenzado y el de fibra óptica ya han demostrado sus ventajas frente a él y son los más demandados en las nuevas instalaciones de cableado estructurado de la actualidad.

Los nuevos estándares de sistemas de enlace estructurados necesitan hilos de cable de par trenzado de datos que transmitan a 100Mbps., diez veces la velocidad del cable coaxial.

{LAN}

Figura 3.3.- Estructura de un cable coaxial.

3.7.- CABLE DE FIBRA ÓPTICA.

El cable de fibra óptica es un medio de transmisión de datos por el que viajan señales luminosas portando la información. La fibra óptica sirve de guía de la luz que penetra en su interior, transmitiéndola de un extremo a otro sin apenas perdidas de potencia. Esto es debido al fenómeno de la refracción.

La fibra óptica es un dialéctico (no conductor de la electricidad) fabricado de cristal o plástico. Está constituido por tres elementos: núcleo, revestimiento y cubierta.

{LAN}
{LAN}
{LAN}
{LAN}

Figura 3.4.- Estructura interna de un cable de fibra óptica.

El índice de refracción varía según los distintos elementos, pero es constante en cada uno de ellos. Las distintas propiedades de cada zona son diseñadas para optimizar la transmisión de información a través de la fibra.

La fuente de la señal luminosa suele ser láser (Light Amplification by Simulated Emisión of Radiation) o un diodo emisor de luz (Light Emiting Diode), siendo la primera la que proporciona una mayor capacidad de transmisión de información al tener mayor ancho de banda, pero es más compleja y, por tanto, de mayor coste que la segunda.

Comparando la capacidad de transmisión de los tres medios anteriormente citado, vemos que mientras un cable de pares presenta 10-300Mbps., en la fibra óptica puede superar 1Gbps.. Con atenuaciones inferiores a 1dB/Km

Otras ventajas son:

  • permite la multiplexación de gran cantidad de señales en la misma fibra, utilizando diferentes frecuencias de portadoras, incrementando la capacidad de transmisión.

  • Tiene pocas perdidas de potencia, debidas a la absorción de la señal y no a la radiación. Ello evita la necesidad de amplificadores-repetidores de señal.

  • Garantiza una transmisión segura, ya que no radia energía al exterior, haciendo imposible la detección de la señal transmitida. Para lograrlo habría que interferir el sistema, cosa muy difícil sin que sea detectado, pues habría que interrumpir el enlace durante un largo tiempo.

  • Es inmune a interferencias electromagnéticas del exterior. Ello implica ausencia de ruido y por ello también ausencia de errores en una transmisión .

  • Anula el riesgo de explosiones e incendios al no poseer naturaleza eléctrica.

  • El cable es ligero de peso y de pequeño tamaño.

  • Es inmune a las condiciones climáticas.

Los inconvenientes que presenta son:

  • Debe manipularse con cuidado, para evitar desperfectos en la cubierta que podría permitir el paso de agua al interior.

  • Su coste actual es elevado, lo que hace lenta su difusión.

Las aplicaciones de la fibra óptica aumentan día a día, en el mundo de a cirugía,..., o para enviar señales de video hasta miles de metros...

3.8.- TOPOLOGÍA DE CABLEADO ESTRUCTURADO.

El conexionado estructurado es la materialización de una infraestructura de cableado ideado para atender un proyecto de comunicación de datos actual y a la vez preocupado por garantizar la implementación de futuros servicios y desarrollos.

4.- TIPOS DE REDES.

La tecnología de las redes locales (LAN) pertenece a la década de los 80, siendo fundamentalmente una solución para la compartición de recursos y datos a nivel departamental. En este desarrollo inicial, los responsables no se plantearon la conexión de su red departamental con redes locales de otros departamentos. La seguridad era un tema principal, y también factores técnicos, como la compatibilidad de los equipos y los métodos de las comunicaciones, y otros políticos, como el miedo a perder el control a nivel de departamento.

Las empresas optaron por organizar redes a nivel de la empresa para ofrecer intercambio de correo electrónico y acceso a recursos para gran parte del personal. Los sistemas operativos de red sufrieron una gran evolución ofreciendo prestaciones de seguridad que permitían a los responsables restringir el acceso de los usuarios a archivos y recursos. Dispositivos especiales como bridges o routers, permitieron a los responsables unir redes o crear redes interconectadas y seguir manteniendo parte de las ventajas de las redes departamentales.

A medida que las redes crecen, las personas que las manejan emplean términos diversos, especialmente si se utilizan sistemas de comunicación como líneas telefónicas o microondas y enlaces vía satélite para realizar la interconexión.

La característica que influye primordialmente en el diseño de la red es la distancia a la que se encuentran unos puestos de otros. Así se distinguen:

  • Segmento de red. Definido por una dirección de Hardware o numérica especial que porta una placa de red específica.

  • Red de área local (LAN, Local Area Network). Es una red en que los elementos o estaciones están próximos entre sí. No es posible fiar un límite para la distancia, pues crece con cada versión de productos de red (hasta decenas de kilómetros). Lo que caracteriza una LAN es que el medio físico de conexión y las estaciones son propiedad del mismo dueño. Otras características son:

    • Baja tasa de errores.

    • Comunicación directa entre nodos sin necesidad de almacenamiento y reenvío (salvo conversión de códigos o velocidades).

    • Canales de capacidad media-alta: de decenas de Kb. a 10-20Mb por segundo.

    • Bajo coste.

    • Compatibilidad con elementos de diferentes fabricantes.

  • Red de área metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network). Son redes a medio camino entre las LAN y las redes extendidas. En cuanto a su filosofía, una MAN es una gran red de área local que puede cubrir una región. Proporciona transporte de voz, datos y vídeos a alta velocidad (fibra óptica). Conecta diferentes LAN entre sí. Para mantener las características de las redes locales en cuanto a fiabilidad, emplean técnicas de autorrecuperación y técnicas de seguridad. Las redes metropolitanas operan a velocidades de 40Mbps, y esta cifra va creciendo a medida que se incrementan los volúmenes de las transmisiones. Una MAN puede ser instalada en una Universidad, donde existe una red local en cada edificio o facultad, y la red metropolitana se ocupa de conectar las facultades entre sí.

  • Red de área amplia (WAN, Wide Area Network). Se trata de la conexión de ordenadores a escala nacional o internacional, utilizando para ello redes de telecomunicación que serán de propiedad pública o privada, pero contratadas mediante alquiler. Generalmente, los ordenadores que se conectan a una red de área amplia se encuentran ya conectados a una red de área local. Por ello a veces se describe una WAN como un conjunto de redes de área local conectadas entre sí. Las redes de área amplia se caracterizan por:

    • Altos tiempos de transmisión.

    • Alta tasa de errores.

    • Posible almacenamiento y reenvío de mensajes, con el retraso inherente a ello.

    • El coste de una transmisión puede depender del estado de la red, mientras que en una LAN el coste es independiente del tráfico.

  • Redes a nivel de empresa. Una red a nivel de empresa es, generalmente, un plan optimista para interconectar todos los sistemas informáticos dentro de una organización, independientemente de la ubicación geográfica, sistema operativo, protocolo de comunicaciones y Hardware. La red en sí es vista como una plataforma de comunicaciones en la que puede conectarse distintos dispositivos. Los sistemas operativos y aplicaciones pueden ayudar a ocultar las diferencias entre sistemas, para que los usuarios puedan acceder a cualquier recurso de forma transparente.

5.- COMPONENTES DE UNA RED.

5.1.- INTRODUCCIÓN.

Las redes son mucho más que una serie de ordenadores personales interconectados. Los componentes de una red pueden variar tanto en tamaño como en prestaciones, desde un portátil a una gran estación. Entre ambos modelos, se encuentran las estaciones de trabajo basadas en RSIC e Intel, los servidores multiprocesador, las impresoras, los equipos de fax, etc. Lo que conviene recordar es que cualquier conjunto de dispositivos que permita a usuarios individuales acceder y compartir servicios de información, forman una red. No obstante, sea cual sea el número o el tipo de dispositivos que componen la red, hay ciertos componentes Software y Hardware que son esenciales para el funcionamiento de cualquier red.

5.2.- EL SISTEMA OPERATIVO DE RED.

El sistema operativo de red (NOS, Network Operative System) se encuentra en un ordenador (PC o gran estación) y hace posible el funcionamiento del resto de la red. También proporciona un cierto tipo de medidas de seguridad que controlan el acceso a los distintos recursos de la red. Los servicios que se presentan a continuación están incluidos en el sistema operativo de red o se pueden adquirir como programas independientes:

  • Servicio de archivo: los usuarios pueden acceder a los archivos que se encuentran en los discos fijos, los CD-ROM, etc.

  • Servicio de correo electrónico: los usuarios pueden intercambiar mensajes, imágenes, gráficos, hojas de cálculo, archivos de texto, etc.

  • Servicio de correo electrónico gateway: os usuarios pueden intercambiar correo electrónico entre distintos sistemas de correo.

  • Servicio de bases de datos: los usuarios pueden consultar, actualizar y administrar bases de datos como BTRIEVE de Novell o SQL de Microsoft.

  • Servicio de comunicaciones: los usuarios pueden comunicarse con servicios y redes externos.

  • Servicio de almacenamiento: los usuarios pueden manejar archivos NOS mediante copias de seguridad de los mismos en cinta, soporte óptico o cualquier otro medio de almacenamiento.

  • Servicio de impresión: los usuarios pueden imprimir documentos en un gran número de impresoras.

  • Servicio de fax: los usuarios pueden enviar y recibir información de fax.

  • Servicio telefónico: los usuarios pueden acceder a correo hablado a través de sus estaciones de trabajo.

  • Servicio de vídeo: los usuarios pueden ver, crear y participar en video conferencias.

5.3.- SERVIDORES.

Los sistemas operativos de red del tipo servidor y sus servicios dependientes se ejecutan en ordenadores llamados servidores. Los periféricos como impresoras se suelen conectar directamente a estos servidores. Estas plataformas pueden ser desde un simple PC con un procesador 286 a un gran sistema multiprocesador con almacenamiento del orden de terabytes.

5.4.- ESTACIONES DE TRABAJO. CLIENTES (NODOS).

Para poder emplear un sistema operativo de red, las estaciones individuales necesitan contener un Software que les permita comunicarse con la red a través de una tarjeta de interfaz de red (NIC, Network, Interface Card) interna, también denominado adaptador de red. El tipo de Software utilizado dependerá del tipo de red al que esté conectado. Una red UNIX, por ejemplo, requiere una pila de protocolo TCP/IP, mientras que Novell Netware utiliza IPX/SPX.

5.5.- ADAPTADORES DE RED (NIC,s).

Los adaptadores de red modernos son capaces de enviar y recibir muchas pilas de protocolos, por lo que una estación de trabajo puede contener Software para más de un tipo de protocolo. Una NIC tiene un conector para un tipo de cable específico, pudiendo ser cable coaxial, par trenzado o de fibra óptica, o bien tener carácter polivalente y venir dotado de más de un conector. Las placas de red para redes locales sin hilos tienen una antena para su comunicación con una estación base.

La conexión física y las especificaciones de una placa de red se basan en el tipo de red que soportan (Ethernet, Token Ring,...) y están definidas por estándares internacionales. Las especificaciones eléctricas definen el método de acceso al medio, que es un protocolo que determina el orden, prioridad y cantidad de tiempo que un ordenador puede transmitir en un cable compartido.

Los comités de estándares también definen direcciones para las placas de red, de modo que dos placas no tengan la misma dirección. Cada fabricante de placas de red tiene un número único al que añade una identificación adicional para cada placa que fabrica.

La mayoría de las placas incluyen un zócalo para un PROM (ROM programable, memoria de solo lectura programable) de inicialización remota, para que pueda instalar la placa en estaciones sin soporte de almacenamiento. La PROM tiene un programa que le indica a la computadora que recoja la información de arranque de un servidor de la red, en vez de hacerlo desde un programa almacenado en un disco local.

5.6.- SISTEMAS DE CABLEADO.

El sistema de cableado de una red simplemente conecta las estaciones de trabajo con los servidores que contiene el sistema operativo de red. Aunque esté cableado, como su nombre indica, implica el uso de cables físicos, las redes pueden conectarse mediante tecnologías de satélite, de banda ancha y de infrarrojos inalámbricos. No obstante, la mayoría de las redes utilizan cables coaxiales, telefónico (par trenzado) o de fibra óptica.

La selección de un tipo de cable para una red es una decisión crítica. El cable y sus dispositivos tiene que cubrir las necesidades de transmisión de datos, distribución física (topología) y requerimientos de comunicaciones, tanto para el presente como para el futuro. Hoy día los estándares de cableado están muy mejorados, de forma que sobre cables de cobre relativamente baratos de par trenzado se pueden lograr aceptables velocidades de transferencia de datos. Esto facilita la decisión del tipo de cable a utilizar, ya que el cable de par trenzado es más económico que el coaxial, y ofrece una velocidad superior de transmisión. El cable de fibra óptica se reserva, dado su coste, para enlaces centrales (backbones) que garanticen la interconexión de redes de un edificio o área.

5.7.- PERIFÉRICOS.

Aunque la mayoría de los periféricos se pueden conectar directamente al servidor, muchos de ellos se conectan a las estaciones de trabajo o directamente a la red. Por ejemplo, las impresoras y las máquinas de fax se pueden conectar de cualquiera de las tres formas. Estos dispositivos no contienen sistema operativo de red como tal; sin embargo, sí contienen Software y Hardware que les permite presentarse ante la red como dispositivos compartibles. Mediante la conexión directa de estos elementos el sistema de cableado de la red, podemos minimizar los recursos que el servidor necesitará para el funcionamiento de la red, reduciendo la carga que este soporta.

5.8.- DISPOSITIVOS PARA AMPLIAR LA RED.

Los sistemas de cableado de red tienen limitaciones de distancia debidas a la pérdida de señales y otras características eléctricas. Puede ampliar la distancia de segmentos de red instalando un repetidor, que regenera la señal eléctrica y dobla la longitud permitida del cable, aunque no permite añadir más ordenadores de los definidos en la red.

Para incrementar la distancia y añadir más estaciones, se puede añadir otro segmento de red y conectar las estaciones mediante un bridge, o si una red existente está colapsada porque hay demasiados usuarios intentando acceder a ella, puede dividirla y conectar los dos segmentos con un bridge, esta última técnica permite filtrar el tráfico entre ambos segmentos, para que el tráfico local se quede en el segmento local.

Los routers le permiten interconectar redes, que pueden tener diferentes topologías y protocolos. Un router comprende las direcciones de red creadas por protocolos como IPX e IP. Estas direcciones son lógicas, y no están implantadas en ninguna estación. La ventaja consiste en que una estación de una red (en un departamento o división de su compañía) puede dirigir un paquete a una estación situada en otra red de su compañía (o incluso de una red de otra compañía). IPX e IP gestionan todas las funciones para llevar el paquete de una red a la siguiente. Algunas redes son muy grandes, y una red podría necesitar cruzar muchas redes distintas antes de llegar a su destino. Los protocolos de encaminamiento guardan un mapa interno de la red completa, de modo que pueden enviar el paquete a su destino por el mejor camino. Saber la mejor ruta resulta especialmente importante cuando las redes están enlazadas mediante caras conexiones de larga distancia.

Los hubs y centralitas de conexiones se utilizan para crear sistemas de cableado estructurado. Un hub es un concentrador que forma el centro de un esquema de cableado jerárquico configurado en estrella. Los hubs de alto nivel pueden soportar diversos tipos de redes, como Ethernet, Token Ring y redes ópticas. Los hubs para grupos de trabajo conectan todos los ordenadores de una zona específica o de un departamento, y están conectados a hubs de la empresa que pueden conectar prácticamente toda la organización.

6.- PROTOCOLOS Y ARQUITECTURAS DE COMUNICACIONES.

Cuando se intenta la comunicación entre dos ordenadores, hace falta completar un circuito de datos con elementos físicos necesarios. Éstos se encargan del establecimiento del enlace entre dos puntos, de la conversión de la información a un formato aceptado por el soporte, del control de la transmisión y de otras tareas.

Pero, además, es necesario que los elementos compartan un cierto lenguaje para poder comunicarse entre ellos. Así, por ejemplo, el ordenador receptor enviará una señal, previamente establecida, para indicar que la transmisión ha llegado en perfecto estado. El conjunto de normas que rigen la comunicación entre los elementos del sistema se conoce como protocolo de comunicaciones.

Para la aplicación de un protocolo sobre un sistema concreto se utiliza un conjunto de programas de comunicaciones. La estructuración del complejo Software de comunicaciones es un proceso decisivo para su puesta en práctica con eficiencia. Se llama arquitectura de comunicaciones a la descripción de los elementos o módulos que toman parte en la transmisión de los datos, y de las relaciones entre ellos. Las arquitecturas utilizadas actualmente adoptan la forma de torres de niveles superpuestos.

6.1.- ARQUITECTURA DE COMUNICACIONES.

En el momento actual el interés en los sistemas de comunicaciones se centra en aquellos mecanismos que permiten conectar equipos heterogéneos. Para equipos con las mismas características pueden existir redes particulares con muy buenas prestaciones y organización optimizada. En el caso heterogéneo el problema es más complejo. La solución de este caso puede aplicarse posteriormente a situaciones más simples.

6.1.1.- Concepto de arquitectura de comunicaciones.

El problema de conectar entre sí dos ordenadores con características diferentes y no determinadas a priori es difícil de resolver. Se hace necesario prever las funciones que el sistema de comunicaciones debe realizar para cada uno de los dos comunicantes y poner en marcha mecanismos que implementen tales funciones. Un esquema de solución de esta situación es lo que se llama arquitectura de comunicaciones.

Una arquitectura de comunicaciones consiste en la especificación de qué elementos son necesarios para completar un sistema, y en el establecimiento de una jerarquía entre ellos.

6.1.2.- Clasificación de las arquitecturas.

Pueden distinguirse dos tipos de arquitecturas de comunicaciones:

  • Arquitecturas no estructuradas.- corresponden a redes diseñadas durante los años sesenta. Un grupo de expertos desarrolla un sistema de telecomunicación entre ordenadores. Los expertos necesitan conocer tanto el Hardware como el Software y la línea. Estos sistemas están optimizados para el uso que se les va a dar en ese momento y para arquitecturas de Hardware y sistemas operativos particulares. El problema de estas arquitecturas es que cualquier modificación en algún dispositivo afecta a gran parte del sistema de comunicación, pues este depende de particularidades de los elementos del conjunto. Este método de trabajo corresponde a arquitecturas propietarias, es decir, a sistemas informáticos donde todos los componentes están construidos por un solo fabricante.

  • Arquitecturas estructuradas.- se aplica el método de trabajo de divide y vencerás, con separación de funciones. Se asigna a módulos diferentes la realización de funciones diferentes. Estos módulos son independientes entre sí, y un cambio en parte del sistema sólo afecta al módulo encargado de él. Las personas que trabajan en el diseño de una arquitectura de estas características sólo necesitan ser expertas en algún campo. Como contrapartida, se introduce redundancia en los datos y se pierden las posibilidades de optimización.

6.2.- TIPOS DE CABLEADO.

El primer componente necesario para la conectividad es el cableado. Es el denominador común de todas las redes y son cuatro los tipos básicos anteriormente mencionados: coaxial, par trenzado, fibra óptica e inalámbrico. Cada tipo depende de las necesidades específicas de una red y resuelve un problema de red concreto.

6.2.1.- Coaxial.

La estructura de este cable le confiere una gran resistencia a las interferencias externas. Puede transmitir datos hasta a 100Mbps.; no obstante, suele encontrarse en instalaciones Ethernet de 10Mbps. Y ARCNET de 2.5 Mbps. En estos casos funciona con topologías de bus, anillo o estrella.

El cable coaxial presenta una ventaja sobre el de par trenzado: puede transmitir datos a 185 metros. Por tanto, con cable coaxial como con otros muchos tipos de cable, para obtener grandes distancias deberemos sacrificar la velocidad de transmisión.

Para pequeñas instalaciones Ethernet, el cable coaxial es preferible al popular cable de par trenzado por dos razones. En primer lugar podrá conectar 30 nodos a lo largo de un Kilómetro utilizando solo cuatro repetidores sobre Ethernet 10base-2. Con un sistema de cableado de par trenzado 10base-T, deberá utilizar Hardware adicional (concentradores y repetidores). No obstante, como este esquema de cableado funciona como topología lineal, una ruptura en el cable puede tirar abajo toda la red. Por el contrario, la red 10base-T utiliza una topología de estrella, inmune a este tipo de accidentes, ya que si un tramo de cable se deteriora, solo fallará la estación o el servidor conectados directamente a dicha porción de cable.

6.2.2.- Par trenzado.

El sistema de cableado de par trenzado es muy popular en entornos LAN debido a su bajo coste, su alta velocidad y su fiabilidad. Es el más utilizado en redes Ethernet y Token Ring con topologías de bus o de estrella. Muchos edificios cuentan con este cableado para uso telefónico, y también resulta interesante su capacidad de transmitir a velocidades de hasta 100Mbps.

6.2.3.- Fibra óptica.

Es una excelente elección para las redes que requieren una gran fiabilidad y altas velocidades de transmisión a gran distancia. Debido a su gran velocidad de transmisión (1Gbps.), resulta perfecto como tecnología de soporte. En este sentido, puede conectar muchos dispositivos que requieran una alta velocidad de transmisión, como los servidores de vídeo y las estaciones de videoconferencia. Aunque Ethernet puede transmitir mediante sistemas de cableado de fibra óptica. Normalmente se utiliza la interfaz de datos distribuidos por fibra (FDDI). El motivo es que con FDDI no hay tantas restricciones de distancia como con Ethernet.

6.2.4.- Inalámbrico.

Una intrigante alternativa a los sistemas de cableado coaxial, de par trenzado y de fibra óptica no utiliza cable alguno. En lugar de ello se sirve de transmisiones de radio o de ondas luminosas. Este curioso sistema le permite conectar redes sin desplegar ningún tipo de cableado. Se denomina comunicación inalámbrica y permite la creación de dos tipos de redes: las móviles y la LAN inalámbricas. En el primer tipo, las máquinas se conectan a través de comunicaciones celulares proporcionadas por las empresas de telecomunicaciones. En el segundo, la conexión se realiza por medio de transmisores y receptores.

6.3.- ¿CÓMO SE CONECTAN LAS REDES?

Para que las estaciones de trabajo, las impresoras, las máquinas de fax, los servidores, etc., se comuniquen de forma efectiva, deben estar conectados de un modo estándar, para poder admitir futuras ampliaciones, traslados y modificaciones, así como la posible conexión con otras redes. Las normas utilizadas para conectar dispositivos en una red se denominan topologías de red y tratan sobre el tipo de cableado utilizado en la red.

6.4.- PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES.

El conjunto de normas que rigen la comunicación entre los elementos de un sistema se conoce como protocolo de comunicaciones.

6.4.1.- Objetivos de un protocolo.

En la construcción de un sistema de telecomunicaciones, los protocolos cumplen ciertas funciones. Pueden citarse las siguientes:

  • Transferencia de la información. -La información viaja por una red en bloques. En el protocolo deben describirse el formato de la información transferida, así como qué palabras deben encabezar y finalizar cada bloque, y el significado de esta información de control. Se considera información de control la especificación de las estaciones de origen y destino, que es necesario para redes en que la transmisión no es directa nodo a nodo.

  • Control del enlace.- Es función del protocolo especificar mediante qué signos se indica al receptor que se va a comenzar la transmisión, o que se ha finalizado la emisión. También deben estar previstos mensajes para comprobar, de tiempo en tiempo, que la conexión no ha sufrido ninguna interrupción.

  • Gestión de la recuperación.- Cuando se produce una anomalía en la comunicación, pérdida de datos, interferencias o debilitamiento que haga irreconocible la señal, se necesita recuperar la comunicación. El protocolo debe tener previstos métodos para informar del problema detectado. Después debe existir un mecanismo para recuperarse del error.

  • Detección de errores.- En un protocolo se establecen técnicas que incluyan en los bits enviados una información que permita reconocer un error. El método elegido forma parte del protocolo puesto que estos bits de control se incluyen en los bloques de información en posiciones clave, y son calculados por emisor y receptor.

6.4.2.- Estructura de un protocolo.

Un protocolo de comunicaciones es un conjunto complejo de reglas, que atañe a diferentes fases del fenómeno de la comunicación entre ordenadores. Para desarrollar un protocolo se aprovecha la división de tareas hecha en la arquitectura del sistema de comunicaciones, donde las funciones de los módulos han quedado claramente definidas.

Por tanto, el conjunto de reglas que componen un protocolo se estructura en niveles, hablándose de protocolos de nivel n. Los protocolos de un cierto nivel se ocupan de regular las funciones que en la arquitectura del sistema de comunicaciones se realizan a nivel n.

Es claro que todo sistema de comunicaciones debe realizar las mismas funciones fundamentales. Por ello, que un sistema esté estructurado en un número menor de niveles supone que cada nivel debe realizar más tareas, y se regirá por un protocolo más complejo. A la inversa, un sistema con muchos niveles ofrece menos servicios en cada nivel

Los protocolos de un nivel fijan las normas para el paso de mensajes y de información entre dos niveles contiguos de la arquitectura. Establecen la sintaxis y la semántica de las peticiones de servicios, y de las respuestas a las peticiones.

En el caso más general los protocolos se estructuran en cuatro niveles:

  • Protocolo final.- Describe el lenguaje que el usuario (en el sentido amplio de la palabra) utiliza para lograr comunicación, y como respuesta a sus solicitudes.

  • Protocolo de presentación.- Está formado por todas las reglas que se ocupan de la traducción adecuada para que el protocolo final sea el mismo en diferentes tipos de terminales. Independiza al sistema de los detalles de Hardware y Software propios de cada estación de trabajo.

  • Protocolo de sesión.- Se ocupa del establecimiento, mantenimiento y cierre de la sesión de comunicación. Es similar a un sistema operativo ocupado de establecer contacto y operar sobre él.

  • Protocolo de transporte.- Es el encargado de tratar con el sistema físico de red subyacente. Introduce el control de errores y de recuperación de estos errores, y el direccionamiento en la red, entre otras muchas características.

6.5.- DESARROLLO DE ESTÁNDARES EN TELEINFORMÁTICA.

La evolución del estado de las redes informáticas no depende solamente de los avances en tecnología de comunicaciones, sino que también son responsables las organizaciones, nacionales o internacionales, que desarrollan estándares.

6.5.1.- Concepto de estándar.

Una norma o estándar es un documento, accesible para cualquier persona u organización, desarrollado por una institución pública, y con amplia aceptación entre la comunidad interesada en el tema tratado. En el campo de la teleinformática el hecho de publicar especificaciones de los sistemas con vistas a su interoperabilidad anula el interés por las redes propietarias, y obliga a los fabricantes a proveer a sus productos de facilidades para la compatibilidad con productos y redes preexistentes.

En el entorno informático el término estándar es utilizado con profusión, designa a un producto suficientemente extendido como para considerarlo paradigmático en su clase.

Existen dentro de los productos estándar dos categorías:

  • Estándar de iure.- Especificación técnica, desarrollada en un proceso abierto a las personas y organizaciones involucradas, con el respaldo de una institución creada por las leyes para este fin. No necesariamente llevan a implantaciones reales en la industria, pero sirven como modelo de referencia al que los productos se adecuan.

  • Estándar de facto.- Sobre un producto existente en el mercado, se crea un apoyo mayoritario de las empresas y personas. En ocasiones se trata de un producto desarrollado con la ambición de convertirse en un nuevo estándar (por ejemplo el IBM OS/2, sin el éxito esperado de momento), y en otras ocasiones simplemente es fruto de la calidad del producto (la arquitectura PC, el sistema operativo MS-DOS) o de la coyuntura del mercado (el sistema UNIX de indudable calidad).

6.5.2.- Organizaciones que desarrollan estándares.

Entre las organizaciones interesadas en el desarrollo de estándares a nivel internacional pueden citarse:

  • ISO (International Standardization Organization).- Se trata de un organismo con sede en Suiza, que se dedica a la normalización en gran variedad de campos. Respecto al “Modelo básico de referencia para la interconexión de sistemas abiertos”, se creó en 1997 el ISO / TC97 / SC16 (TC: Technical Conmitee, SC:Subconmitee). Cuando esta organización tiene intención de producir una recomendación en cierto campo, un grupo de trabajo produce un documento de trabajo, cuando este documento es técnicamente completo se convierte en propuesta de borrado, y se vota. La circulación del borrador dura aproximadamente un año, en el que se admiten comentarios. Finalmente, se produce otro borrador o bien un DIS (Draft International Standard) que vuelve al estado de aceptar comentarios. Finalmente, el DIS es elevado a la categoría de IS (International Standard), y publicado.

  • CCITT (Comitée Consultatif pour la Telégraphie et la Teléphonie).- Es un organismo integrado en la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), una rama de la ONU. Coordina la normalización de la transmisión de datos, produciendo documentos cuya letra inicial indica a qué aspecto se refiere:

    • Serie X: recomendaciones orientadas a la transmisión de datos sobre redes públicas (X.25, X.400, por ejemplo).

    • Serie T: recomendaciones acerca de la transmisión de documentos.

    • Series I y G: transmisión de datos sobre Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).

    • Serie V: transmisión de datos sobre redes analógicas (teléfono y télex ).

El CCITT trabaja siguiendo métodos más sencillos que ISO. Suele producir documentos o revisiones de documentos tras periodos de cuatro años.

Una equivalencia entre las recomendaciones CCITT y las ISO puede ser considerar que un documento CCITT es como un borrador de ISO, pero no tanto como un IS.

  • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): es una institución académica de Estados Unidos, pero su prestigio es tal que sus recomendaciones suelen ser adoptadas por ISO sin grandes cambios. En particular, en lo referente a las normas acerca de redes de área local, existe el comité IEEE 802, que eleva sus resoluciones al ISO / TC97 / SC16 de modo directo.

Además de los estándares desarrollados y publicados a nivel internacional, cada país suele tener un organismo interesado en la confección de normas en gran variedad de temas. Sus resoluciones tienen carácter nacional, o pueden alcanzar proyección internacional bien como estándar de facto o por ser elevadas a un organismo internacional. Puede citarse AENOR (Asociación Española de Normalización) en nuestro país, ANSI (American National Standard Institute) en Estados Unidos, o DIN (Deutsches Institut fur Normung) de Alemania.

6.6.- ARQUITECTURA TCP / IP.

En 1972 se hace pública la existencia de la red de ordenadores ARPANET (Advanced Research Projects Agency). Esta red había surgido en 1969 al conectar el Departamento de Defensa estadounidense cuatro nodos en una red de área amplia por conmutación de paquetes. A esta red militar fueron uniéndose centros universitarios, dando como resultado la estructura publicad en 1972. Esta red experimental conectaban máquinas diversas, siendo su interés muy superior al de las redes de un solo fabricante.

Para esta red se implantaron en 1971 los protocolos TCP / IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol). Las sucesivas versiones de TCP / IP fueron mejorando su funcionamiento, siempre en entornos UNIX, hasta llegar a la situación actual, cuya estructura data de 1983.

6.6.1.- Características del protocolo TCP / IP.

El desarrollo de TCP / IP tenía como objetivo el conseguir la independencia frente a diversos parámetros:

  • El Hardware.

  • El sistema operativo.

  • La capa de enlace de la red.

  • El medio físico utilizado.

También tenía como requisitos el soportar altas tasas de error, puesto que la comunicación telefónica en el momento de la implantación no tenía la fiabilidad de hoy en día. Por último, un requisito novedoso era el poder elegir entre diferentes caminos adaptándose a las condiciones de la red externa al sistema informático. Para ello, se utiliza descomposición de los datos en paquetes, que puedan viajar por rutas diferentes de un sistema conmutado y ser ensamblados en el ordenador de destino para reconstruir el mensaje.

El protocolo TCP ofrece servicios a nivel de transporte, mientras que IP los ofrece a nivel de red. No siempre existió esta división, puesto que al principio se combinaban funciones de transporte y de red en un único protocolo. El hecho de que aparecieran otros protocolos de transporte, mientras aún ARPANET no era una red de dominio público, hizo que se separaran las funciones de ambos niveles. De este modo IP podía suministrar servicios de red a otros protocolos no TCP. Un poco más adelante, se ampliaron los protocolos TCP / IP con funciones a nivel de sesión y aplicación, dando lugar a torres completas de protocolos:

NIVEL ISO

SERVICIOS

5-7

4

3

2

SMTP, FTP, TELNET

TCP

IP

Ethernet, Arpanet, Token Bus y Ring, CSMA/ CD

Tabla 6.1.- Protocolos y servicios TCP / IP

La principal ventaja de los protocolos TCP / IP es que pueden interconectar redes muy heterogéneas. Esto puede hacerse, bien utilizando diferentes protocolos a niveles 5 o superior, o bien intercambiando entre las máquinas conectadas caracteres TELNET. Además, IP puede conectarse con redes variadas a niveles 2 y 1, lo que aumenta la posible heterogeneidad del sistema. Por ello, se utiliza TCP / IP entre redes de una organización que están compuestas por máquinas diferentes, o bien en redes de ordenadores cuyas características se desconocen, como al acceder a servicios en una WAN de uso público.

No todas las comunicaciones entre ordenadores requieren una conexión continua. Así en la familia TCP / IP existe dos tipos de servicios:

  • Servicios orientados a conexión.- Aquellas utilizaciones de la red que necesiten interacción requieren una conexión entre los equipos.

  • Servicios sin conexión.- Para otros usos, como el intercambio de información acerca del estado de una máquina, o la consulta de una dirección en la red, no hace falta mantener el contacto. Puede realizarse una comunicación solo de ida con la consulta, y otra con la respuesta. Estos servicios utilizan el protocolo UDP (User Datagram Protocol).

6.6.2.- Utilidades TCP / IP.

Dos son los protocolos dentro del conjunto TCP / IP a los que el uso ha hecho muy populares:

  • TELNET es un protocolo de nivel de aplicación del conjunto de protocolos TCP / IP. Se trata de permitir que un usuario que está conectado a su ordenador (llamado terminal) pueda conectarse a una máquina remota. Utilizar TELNET permite crear un terminal virtual de caracteres en el ordenador local, que emula el sistema remoto. Este comportamiento es totalmente transparente para el usuario, que actúa en el ordenador remoto como si estuviera conectado a él.

En el ordenador local corre un proceso (cliente) que se conecta vía TCP a la máquina remota. El cliente hace peticiones a un proceso que se ejecuta en el ordenador remoto: el servidor TELNET. Este proceso servidor permite al cliente acceder a un recurso, que suele ser el sistema operativo de la máquina remota. El efecto es que desde el ordenador terminal se establece una sesión de trabajo interactiva con un ordenador distinto.

El protocolo TELNET ofrece básicamente tres servicios:

    • NVT (Network Virtual Terminal).- el sistema que usa TELNET define el formato de envío de datos y caracteres de control entre terminales, dando lugar a un terminal virtual. Cuando desde un cierto terminal se produce una conexión TELNET a un ordenador remoto, hay unos programas que convierten los datos y caracteres de control del terminal al formato del NVT, y en el ordenador remoto otro programa se ocupa de las conversiones correspondientes. Con ello el formato de lo que se envía es idéntico, independientemente del terminal utilizado. Bajo NVT, la información se transmite en octetos, y el primer bit del octeto indica si se trata de información de control o de caracteres. Por tanto, los datos enviados se representan en código ASCII de 7 bits.

    • Negociación de opciones.- existe un reducido abanico de opciones entre las que el terminal y el huésped pueden escoger para tramitar su conexión bajo ciertas características. Entre ellas se encuentra la transmisión en binario (8 bits de datos), la existencia o no de eco y el paso de información sobre el estado de la comunicación.

    • Comunicación simétrica.- el protocolo TELNET se usa frecuentemente para la conexión desde un ordenador “pequeño” a otro de mayores prestaciones, o en el que puedan realizarse tareas que en el local son imposibles. Pero la comunicación, bajo esquema cliente - servidor, se realiza de modo simétrico. Por ejemplo, la negociación de las opciones puede partir tanto del terminal como del equipo remoto. Por ello puede utilizarse TELNET para comunicar terminales entre sí.

  • FTP (File Transfer Protocol).- es un protocolo especializado en la transferencia de ficheros entre computadoras conectadas en red, que utilicen TCP / IP como protocolo de comunicaciones. Esta aplicación proporciona un interfaz interactivo mediante el cual el usuario:

    • Se conecta a una máquina remota desde s puesto de trabajo local (o terminal). Para ello, la máquina remota puede pedir una identificación.

    • Puede negociar algunas características de la transferencia (binario, ASCII, etc.).

    • Dispone de un lenguaje de comandos para especificar las operaciones que desea realizar.

Para una conexión FTP se realizan dos conexiones TCP: una para la transferencia de datos, y otra para el control de esta transferencia, que permite operaciones como cancelar la transferencia si hay algún problema, o detectar la caída de la línea si se produjera.

6.6.3.- Direccionamiento IP.

El protocolo IP se encarga de encaminar los datos hacia el ordenador destino, sea cual sea el protocolo de nivel superior que le encargara el trabajo. Todo protocolo debe tener un método de describir la dirección de un ordenador o un nodo en la red, de modo unívoco y significativo. Por su extensión en el mercado, es interesante conocer el mecanismo de direccionamiento utilizado por IP.

Bajo IP un ordenador se puede referenciar por su nombre IP o por su dirección IP. La dirección es conocida en toda la red, y suele ser más útil que el nombre para distinguirse de una computadora. Existe, en cada red de área local, un servidor de nombres, que conoce la asociación entre nombre y dirección IP y puede efectuar la traducción. Para ambos sistemas (nombre y dirección) se usa un sistema jerárquico. La red se divide en dominios; existe un administrador de cada dominio, y éste puede crear subdominios con una profundidad arbitraria.

Un nombre IP está formado por secuencias de caracteres, separadas por un punto, como eucmax.sim.ucm.es (nodo eucmax, del dominio es, subdominio ucm, subdominio sim). Representa la colocación del ordenador dentro de la red.

Una dirección IP está formada por 32 bits. Cada una de las 2 elevado a 32 direcciones se suele expresar por una secuencia de dígitos en decimal, separados por un punto. Estos dígitos deben expresar la posición física del ordenador.

6.7.- SNA (System Network Architecture) DE IBM.

La arquitectura SNA es una especificación presentada en septiembre de 1973 por IBM. Se trata de un sistema desarrollado por niveles para permitir la conectividad de una amplia gama de productos de IBM. Existe una apreciable relación entre los niveles del modelo OSI y el SNA.

La red SNA gestiona las comunicaciones entre elementos de un sistema informático teniendo en cuenta en el diseño que se trata de una arquitectura para sistemas propietarios, y el tipo de sistemas informáticos producidos por la compañía IBM en la época del desarrollo de SNA. Para ello utiliza el concepto de dominio.

En cada dominio se encuentra el Punto de Control de Servicios del Sistema. Este PCSS es un conjunto de funciones cuyas actividades, de cara a lograr una comunicación dentro de su campo de acción, se reparte entre varios nodos del sistema:

  • Nodo principal.- recibe o bien genera las solicitudes de comunicación. Localiza el dominio al que se dirige, y empieza a actuar su PCSS.

  • Nodo de control de comunicaciones.- cuando el nodo principal ha decidido a que dominio se dirige la comunicación, un procesador especializado (por ejemplo, el 3750 de IBM) se encarga de todas las tareas necesarias para la comunicación (es un procesador front-end).

  • Nodo de control de grupo.- se trata de un elemento no programable, responsable de las operaciones específicas existentes en la red. Hay un tipo de nodo según que en los terminales se ejecuten aplicaciones de cálculo, de gestión,..., dentro de la gama de productos de IBM. Controla un grupo de terminales en los que se está ejecutando la aplicación asociada.

  • Nodo normal .- es el último elemento de la red, al cual se conectan los usuarios por los terminals correspondientes.

La arquitectura de SNA fue diseñada teniendo en mente unos criterios que después se han incorporado a todas las arquitecturas de redes posteriores:

  • Facilidad de utilización para el usuario. No debe ser necesario conocer la arquitectura física de la red, ni la ubicación de los recursos para poder utilizarlos, del modo que se usa un sistema operativo.

  • Homogeneidad. Siendo IBM una empresa de enorme tamaño, pudo imponer una arquitectura a la que todos los productos posteriores, suyos o de otros fabricantes, tenían que someterse, evitando la necesidad de invertir en nuevas redes al cabo del tiempo.

  • Fiabilidad. Un factor en el que se hizo mucho hincapié, y que incluye mucho trabajo en técnicas de recuperación. Técnicas que quizá en el momento ya no sean tan necesarias por la mayor fiabilidad de los medios físicos de comunicación actuales.

  • Compartición y gestión de recursos. Deben poder compartirse los recursos de la red, y debe poder vigilarse y contabilizarse el uso de estos recursos por los usuarios y procesos.

  • Inclusión de nuevas tecnologías. La descomposición por niveles permite que, ante la llegada de nuevos productos, sus capacidades se incluyan sin tener que revisar todo el sistema.

6.8.- DNA (Digital Network Architecture) DE DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION.

DNA es la arquitectura de redes para sistemas propietarios de la compañía Digital Equipment Corporation. Con ella se estructuran redes DECNET, que disponen de niveles análogos a los del modelo OSI.

NIVELES

OSI

DNA

7

6

5

4

3

2

1

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico

Usuario o aplicación

Gestión de red

Aplicación de red

Control de sesiones

Extremo de comunicaciones

Encaminamiento

Enlace de datos

Enlace físico

Tabla 6.2.- Relación DNA_OSI

La construcción de DNA persigue diferentes objetivos:

  • Construir un interfaz de usuario consistente para diferentes aplicaciones sobre sistemas DEC.

  • Soportar gran capacidad de programas de comunicaciones.

  • Gran fiabilidad.

  • Soportar el proceso distribuido entre diferentes computadoras de la red.

Las funciones de cada nivel pueden resumirse de la siguiente manera:

  • Nivel de usuario o aplicación: acceso de usuarios al sistema, o aplicaciones, a los servicios de la red.

  • Nivel de gestión de red: funciones de control y mantenimiento del acceso a red.

  • Nivel de aplicación de red: ofrece servicios de prestación: acceso a ficheros, terminales remotos.

  • Niveles de control de sesiones y extremo de comunicaciones: la acción de ambos niveles permite la comunicación entre aplicaciones en nodos diferentes. Se crea una vía lógica entre ellas, que hace posible el proceso distribuido.

  • Nivel de encaminamiento: métodos de transporte de un bloque de datos de nodo a nodo.

  • Nivel de enlace de datos: mecanismos de establecimiento y corte de la comunicación entre elementos de la red. Protocolos Ethernet, X.25.

  • Nivel de enlace físico: interfaz con el medio físico.

6.9.- ARQUITECTURA OSI.

La arquitectura OSI (Open Systems Interconnection) es una referencia para la construcción de sistemas de telecomunicaciones entre dos equipos informáticos. Se trata de un modelo adoptado por ISO en su documento ISO / IS 7498 para permitir la interconexión de sistemas abiertos.

6.9.1.- Elementos básicos del modelo OSI.

El modelo OSI estudia las operaciones necesarias para que un usuario de un ordenador se comunique con otro usuario que está en otro ordenador. Las divide en grupos, y llama a cada uno de estos grupos nivel. La filosofía básica es que un usuario le pide cierta información a su sistema de comunicaciones al nivel más alto. Éste le pide algo al nivel inferior, y repitiendo el proceso llegamos al nivel ínfimo, que envía el comunicado por el medio físico. Un nivel de un sistema sólo dialoga con el nivel homónimo de la máquina receptora. Para ello, proporciona servicios al nivel superior y pide servicios al nivel inferior.

En un sistema dividido en niveles, se definen conceptos como:

  • Protocolos de nivel n.- reglas que controlan la comunicación entre dos entidades del mismo nivel (ordenador con ordenador, fax con fax,...).

  • Interfaz.- conjunto de posibles mensajes que permiten el entendimiento entre dos niveles contiguos del modelo.

Dentro del modelo de referencia OSI se distinguen cuatro elementos básicos:

  • Sistemas.- se llama sistema a un ordenador o un conjunto de ordenadores con su Software, sus periféricos y sus conexiones, que forman una unidad de comunicación. Así pues, el modelo OSI contempla tanto la comunicación entre ordenadores aislados como entre redes de ordenadores. Si un sistema cumple las especificaciones de OSI en su comunicación con otros ordenadores, se le denomina sistema abierto. Se llama subsistema a la intersección de un sistema con un nivel.

  • Entidades de aplicación.- también llamadas procesos de aplicación, se ocupan de implementar las funciones asignadas a cada capa de la arquitectura. Un subsistema está compuesto de varias entidades. Se llaman entidades pares a las que pertenecen a un mismo nivel. Se utiliza la notación entidad n, así como se habla de protocolo n, o servicio (n+1), para referirse a un elemento de un tipo y nivel específicos.

  • Conexiones.- una conexión (n) es una asociación establecida por el nivel (n) para poner en relación dos, o quizás más, entidades (n+1). Cuando dos entidades (n) se relacionan, lo hacen de acuerdo con un protocolo (n), y utilizando los servicios (n-1) proporcionados por niveles (n-1).

  • Medio físico.- es el medio final de comunicación por el que se transmiten los datos entre entidades de un sistema a otro. En la arquitectura OSI interesa como un objetivo pasivo. Sus características electromecánicas sólo son conocidas por ciertas entidades del nivel 1, resultando transparente para el resto de los subsistemas.

6.9.2.- Niveles de abstracción del modelo OSI.

Dentro de la descomposición de un sistema en subsistemas que es en el fondo, el modelo OSI, se distinguen varios puntos de vista. La abstracción con que se observan los niveles permite establecer tres escalones:

  • La arquitectura OSI.- es el nivel más alto de abstracción. Se ocupa del reparto de tareas entre los siete niveles del modelo, tal y como deben verse desde el exterior. No entra ni en especificar tareas concretas, ni paso de mensajes.

  • Las especificaciones de servicio OSI.- definen con detalle las tareas que realiza cada nivel. Así queda descrito qué servicio puede pedir un nivel al inferior, y qué acción debe realizar éste ante la petición.

  • Las especificaciones del protocolo OSI.- en este escalón de concreción se establece qué información de control debe enviarse de un nivel a otro contiguo para conseguir un mensaje. Del mismo modo, se describen los protocolos de nivel n, o sea, qué mensajes debe enviarle un nivel a su nivel correspondiente de otro sistema de otro sistema para conseguir transmitir una información.

6.9.3.- Niveles de protocolos del modelo OSI.

El modelo OSI describe el proceso de comunicación entre dos aplicaciones que corren en dos máquinas diferentes, mediante una estructura jerárquica. Se distinguen las funciones de aplicación a alto nivel, de las funciones de transporte de datos a bajo nivel.

Para ello, se describen siete niveles de protocolos. Cada nivel ofrece servicios al nivel superior. Un nivel n de una torre sólo establece comunicación con el nivel homólogo de la otra máquina, mediante un protocolo de nivel n.

Los niveles están numerados del uno al siete, siendo el nivel 1 la capa de menor abstracción, y la capa de nivel 7 la de mayor jerarquía. La justificación de la cantidad de niveles obedece a varios criterios de diseño:

  • Debe haber un nuevo nivel, siempre que el nivel de abstracción en el manejo de los datos varíe.

  • Los niveles deben elegirse de manera que puedan definirse normas e interfaces, pero que en su interior pueda aplicarse la tecnología de cada momento sin necesidad de modificar las normas definidas.

  • Sólo se describen interfaces de un nivel con sus contiguos. Es imposible que existan saltos en la relación entre niveles.

  • Cada nivel debe realizar unas funciones y éstas deben ser similares dentro del nivel. Cuando las funciones son diferentes debido al objeto tratado o a la técnica empleada, deben estar en niveles diferentes.

NÚMERO

NOMBRE

7

6

5

4

3

2

1

Aplicación

Presentación

Sesión

Transporte

Red

Enlace

Físico


Tabla 6.3.- Niveles del modelo OSI

Cuando el usuario quiere transmitir un mensaje a otro usuario en otra máquina, siguiendo este modelo, el mensaje es entregado al nivel de la aplicación. Este nivel coloca una cabecera y una cola al mensaje, pasándolo al nivel de presentación. El proceso de añadir cabeceras con información conocida sólo a un cierto nivel, se prolonga hasta que el mensaje llega al nivel físico. Éste lo pone en la red, y el mensaje llega al nivel físico del segundo sistema. Aquí cada nivel quita el trozo de cabecera correspondiente al protocolo que es capaz de interpretar, hasta que el mensaje original alcanza el nivel de aplicación de la segunda máquina.

6.9.3.1.- Nivel 1: Físico.

El nivel inferior del modelo OSI es el nivel físico. Este nivel se ocupa de la transmisión de bits por un canal. Sólo debe asegurarse de que al enviar un bit 1 se recibe un bit 1. requiere dfinir tensión para los bits, duración de un bit, significado de los conectores a la red. En general, en este nivel se describen las características físicas del medio de transmisión.

Funciones del nivel físico:

  • Establecimiento de caminos físicos.

  • Detección de errores en las señales.

  • Proporcionar a los niveles superiores independencia frente al medio físico de transmisión.

  • Hacerse cargo de las particularidades electromecánicas del medio físico.

6.9.3.2.- Nivel 2: Enlace.

En este nivel aparece el problema de los errores en el paso del mensaje entre un nodo y otro a nivel físico. Además de detectar el error, el protocolo de nivel 2 establece cómo recuperarse del error, si es posible, la política para el reenvío del mensaje (o parte de él) si el error es irrecuperable.

En el nivel 2 la información es dividida en tramas, que son enviadas por separado, a medida que el receptor confirma la llegada de las anteriores.

Son funciones del nivel de enlace:

  • Coordinación de la comunicación.

  • Recuperación ante fallos.

  • Compartición del circuito físico entre varias transmisiones.

  • Sincronización de tramas.

  • Transparencia de la división en tramas para los niveles superiores.

El protocolo de nivel de enlace se encuentra definido dentro de la recomendación X.25 del CCITT.

6.9.3.3.- Nivel 3: Red.

En el nivel de red se establece la ruta física que han de seguir los bloques de información suministrados por el nivel 4. se conocen a este nivel direcciones reales para los nodos, identificados mediante una cadena de dígitos que los determinan unívocamente a nivel internacional. Las condiciones de tráfico y las características de eficiencia de los caminos alternativos se estudian en este paso. Puede basarse en tablas estáticas de descripción de la red, o en algoritmos dinámicos que reciben información del estado del tráfico y deciden en función de ella. Se conectan y se desconectan las redes, en función de ella.

En este nivel se dispone de métodos para la detección y recuperación de errores en la transmisión. Las funciones en este nivel son, entre otras:

  • El encaminamiento de las conexiones.

  • La respuesta a configuraciones diferentes.

  • Mantener la secuencia en el envío de informaciones sucesivas.

6.9.3.4.- Nivel 4: Transporte.

Este es un umbral entre la parte del modelo que depende de la tecnología de la máquina en la que está y la parte que depende de la tecnología externa de la red. Su objetivo es recibir un mensaje del nivel de sesión, transformarlo o trocearlo si es necesario, y pasarlo al nivel de red, controlando que su recepción es correcta. Además, se encarga del direccionamiento del mensaje a la estación adecuada, para lo cual el protocolo de este nivel necesita establecer un sistema de direcciones y nodos.

El nivel de transporte puede enviar su comunicación por diferentes redes si el tráfico es alto. Cuando el tráfico es bajo, puede multiplexar varias comunicaciones por una red para reducir costes.

Son funciones del nivel de transporte:

  • Controlar el flujo de la información.

  • Establecer varias comunicaciones simultáneas para diferentes sesiones de nivel 5, si fuera necesario.

  • Comprobar que la comunicación llega libre de errores al receptor.

  • Fragmentar la información que le llega de niveles superiores para darle aspecto de tramas de un tamaño adecuado para la red subyacente.

6.9.3.5.- Nivel 5: Sesión.

Este nivel permite que usuarios que estén conectados en diferentes máquinas establezcan sesiones de comunicación. Una sesión ordinaria se utiliza para intercambiar datos. Otros servicios suministrados por este nivel son la transferencia de ficheros entre dos sistemas o la conexión a un sistema remoto multiusuario.

Las tareas realizadas por este nivel del sistema incluyen:

  • Apertura y cierre de la conexión para llevar a cabo la sesión.

  • Intercambio de información en un sentido u otro.

  • Control de la sincronización del diálogo, evitando emisiones simultáneas de ambos comunicantes si el tipo de comunicación no lo permite.

  • Identificación del usuario, mediante solicitud de palabras claves (passwords) y envío encriptado de ellas.

  • Inserción de puntos de control en la transmisión para, en caso de fallo, retransmitir únicamente desde el último chequeo efectuado.

6.9.3.6.- Nivel 6: Presentación.

El nivel de presentación se hace cargo de la traducción y transformación de la información entre diferentes sistemas informáticos. Sus trabajos tienen que ver con la presentación de gráficos o textos en una pantalla con formato correcto. La existencia de este nivel libera a los otros niveles de tareas que son fuertemente dependientes del tipo de terminal utilizado, y terriblemente rutinarios.

Con la existencia de este nivel, las aplicaciones se desarrollan suponiendo que la red siempre tiene un interfaz homogéneo desde cualquier terminal.

Son tareas desarrolladas por el nivel de prestación:

  • Codificación de datos y criptografía.

  • Compresión de los mensajes antes de su envío.

  • Manejo de distintos tipos de terminales virtuales en el mismo terminal físico, para poder ser usados con diferentes aplicaciones.

6.9.3.7.- Nivel 7: Aplicación.

Este nivel es el superior de la torre de protocolos, y por tanto el más cercano al usuario. Sus labores vendrán determinadas por las necesidades del usuario. Hay que pensar que el usuario puede referirse a un usuario humano o a una aplicación (de ahí el nombre del nivel) que solicite servicios de red.

Funciones de este nivel: el nivel de aplicación proporciona servicios como correo electrónico, acceso a bases de datos, transferencia de documentos entre ordenadores, herramientas de conversión entre usuarios . otra función es la creación de terminales virtuales para los programas que lo necesiten. Un terminal virtual es una simulación simplificada de los diferentes terminales físicos que puede haber sobre una red, para que un programa (por ejemplo, un editor de textos) pueda trabajar sin conocer las características físicas particulares de cada terminal.

Al hablar de aplicaciones, se puede tratar de:

  • Procesos de gestión del sistema. Son los que supervisan la actuación de los elementos de la red. Por ejemplo, las prioridades de acceso.

  • Procesos de gestión de las aplicaciones. Controlan la utilización de la red por parte de las aplicaciones, incluyendo el acceso a partes del sistema, el deadlock o bloqueo de recursos.

  • Procesos del sistema, como el acceso a ficheros de la red , la sincronización entre tareas, la activación de otros procesos derivados o hijos.

  • Procesos de aplicación. Son programas de usuario que consumen recursos de la red para su funcionamiento, como consultas de bases de datos o procesadores de información situada en la red. Requieren en ocasiones, protocolos específicos que corren sobre el propio nivel de la aplicación. Son también procesos de aplicación el correo electrónico o las utilidades para transferencia de ficheros.

7.- INTERCONEXIÓN DE REDES LOCALES.

Una red de área local (LAN) se instala para un grupo de máquinas próximas trabajen de modo distribuido y compartiendo ciertos recursos. Su máxima extensión vendrá dada por requisitos del hardware o cableado, o por el máximo número de usuarios soportado por el sistema operativo de la red.

Existen varias causas para que esta instalación se quede pequeña. Las empresas pueden tener varias sedes, cada una con su red de área local. Dos empresas situadas en diferente ciudad pueden colaborar en un proyecto. En todos estos supuestos se hace necesario conectar dos redes locales entre sí.

Esta necesidad de interconexión se incrementa a medida que la actividad de las organizaciones deja de estar limitada por fronteras físicas. Son cada vez más frecuentes las cooperaciones entre diferentes ciudades o naciones. La conexión de ordenadores debe permitir esta globalización de las actividades.

7.1.- ELEMENTOS DE CONEXIÓN.

En la conexión de tramos de una misma red entre sí, o de redes diferentes, s utilizan varios elementos, que varían entre simples enchufes y elementos electrónicos más complejos.

7.1.1.- Repetidor.

Los repetidores son elementos electrónicos que operan interconectando sistemas en la capa 1 (nivel físico) del modelo OSI. Se distinguen dos tipos de dispositivos, según conecten dos o más líneas.

  • Repetidores.- son elementos que interrumpen el cable de la red, teniendo por tanto una entrada y una salida. Se encargan de inyectar potencia a la señal que les llega por un extremo, devolviéndola por el otro lado. Gracias a ellos se mantiene la comunicación entre puntos alejados, a pesar de la atenuación sufrida por la señal.

  • Repetidores multipuerto o hubs.- ejercen como repetidores, pero entre varias líneas que se concentran en el dispositivo. Pueden estar en el centro de una red física en estrella, para que el envío de una estación llegue, amplificada a todas las demás estaciones. Se usa para redes con topología de bus, donde la comunicación emitida por un terminal debe ser recibida por todos los elementos de la red.

7.1.2.- Concentrador multimedio.

Una tarjeta de red implementa solo los protocolos de niveles físico y enlace (niveles OSI 1 y 2) para los que ha sido fabricada. Por tanto, las tarjetas solo sirven para un método concreto de acceso al medio, y para un medio físico concreto (aunque existen tarjetas capaces de recibir conexiones de dos o tres tipos de cable). Si en una red hay diferentes medios físicos, la conexión entre dos estaciones situadas en tramos distintos no puede hacerse por medio de sus tarjetas particulares. Se interpone un concentrador multimedio. Éste no es más que un soporte con tarjetas de diferente medio físico, que pone en relación entre sí convirtiendo las tramas de un protocolo en otro.

7.1.3.- Bridge.

En castellano recibe el nombre de puente, encadena dos segmentos de la misma red (idéntico cableado y método de acceso al medio). Su objetivo es separar la red en dos zonas, de modo que el tráfico local a cada una de ellas no se perciba en el otro segmento. Para ello, el bridge sólo de un lado a otro aquellas transmisiones que tengan la estación de origen y la estación destino en diferentes tramos de la red. Es decir, sólo se pasa por el puente para cruzar al otro lado.

La instalación de un bridge tiene como objetivo dividir la red en tramos semi - independientes, de forma que el aumento del número de usuarios no afecte al rendimiento global, sino sólo al sector en el que se mueven estos usuarios. Otra causa para intercalar un bridge es disponer de redes idénticas en diferente espacio físico (dos plantas de un edificio, por ejemplo) y querer conectarlas manteniendo la división entre ellas.

El puente opera en la capa de enlace (nivel 2) del modelo de referencia OSI. Más aún, sólo opera en la subcapa inferior del nivel 3, la llamada subcapa de control de acceso al medio, no interpretando la subcapa de enlace lógico. Se trata de un dispositivo que no posee mecanismos de espera. En caso de sufrir una congestión, el bridge no procesa las peticiones que le llegan. La recuperación de este error corre por cuenta de las estaciones emisora y receptora.

Un puente almacena una trama antes de pasarla al otro lado de la red. Ello se debe a dos razones:

  • Realiza un control de paridad, descartando tramas que le lleguen con errores.

  • Los dos lados de la red no tienen porque estar sincronizados. El bridge se encarga de introducir la sincronización entre ambos lados.

El direccionamiento es global para la red formada por dos subredes y un bridge, es decir, que el bridge desconoce el mecanismo de direcciones, y que una dirección es única en toda la red. Las tramas llevan incorporada la dirección de destino y el bridge no la examina más que para saber si debe o no permitir que esa trama pase al otro lado. De hecho, el bridge no tiene dirección propia, y no puede recibir tramas destinadas a él (salvo para funciones de control).

7.1.4.- Routers.

Los routers, en castellano encaminadores, operan en la capa de red (nivel 3) del modelo OSI. Un router conecta redes de igual protocolo, pero con diferencias a nivel de cableado o de acceso al medio. Se trata de una tarea compleja, para lo que suele usarse un ordenador de pequeño tamaño, bien de propósito general con un Software adecuado, o incluso una máquina con éste propósito específico. Un router va a realizar contactos con las estaciones finales, y por tanto depende del protocolo para el que ha sido diseñado, y no puede usarse con otros.

Los routers controlan el estado de la red para poder utilizar la ruta más adecuada a las condiciones del tráfico (encaminar un mensaje). Además un router ejerce, si la topología así lo permite, las funciones de un bridge con los paquetes que componen un mensaje: sólo deja pasar de un lado a otro aquellos paquetes que tengan por destino una estación que esté al otro lado.

El router permite que en diferentes segmentos de la red existan direcciones de nodos duplicadas. Un nodo que quiere transmitir un paquete al otro lado de la red indica como dirección de destino la dirección del router. El router interpreta la capa de red del mensaje, localizando la estación de destino.

Los servicios proporcionados por un router don bastante más complejos que los suministrados por un bridge. El router puede seleccionar un camino entre varios posibles de acuerdo al estado de la red y el número de nodos intermedios. Ello hace que sea una máquina más lenta que un bridge, y que se utilice preferentemente para conectarse de una red de área local a una red de área amplia.

7.1.5.- Bridge - router.

Un nuevo dispositivo híbrido viene a conjuntar las capacidades de un bridge y las de un router. Recibe el nombre de brouter, en castellano puente - enceminador.

Estos dispositivos pueden elegir entre rutas alternativas en función del estado de la red, como hace un router. También pueden dejar pasar tramas o no a ciertos nodos de la red, como si fuese un bridge.

Un brouter se puede construir como n puente mejorado con la interpretación de la subcapa de enlace lógico, la posibilidad de conectar protocolos de acceso al medio diferentes y la incorporación de algoritmos de encaminamiento. Otra posibilidad es instalar un brouter como una máquina que realiza diferentes funciones en diferentes puertos. Por ejemplo, como router para la conexión a una red de área amplia y como bridge para conectarse a una red de área local.

7.1.6.- Gateway.

Un gateway, en castellano pasarela, tiene la labor compleja de producir un retardo en toda comunicación que deba pasar por ella. En ocasiones sólo realizan funciones de traducción de protocolos de igual nivel, llamándose convertidor de protocolos. Por ejemplo, para conectar un ordenador central con una red de área local formada por ordenadores personales.

8.- TOPOLOGÍAS DE RED.

La forma física en la que se realiza el cableado de la red define su topología. Ésta depende del cable utilizado, del sistema de protocolo y del tipo de red. Para entender las topologías de red, debemos partir de las subredes o de las conexiones entre éstas, llamadas LAN o Interred. Cada subred que compone una Interred puede utilizar un cableado diferente y, por tanto, una topología distinta. Sin embargo, cada topología implica un tipo de cableado diferente y un protocolo concreto. Por ejemplo, una subred Ethernet de par trenzado utilizará probablemente una topología en estrella, en la que las estaciones de trabajo y los periféricos se conectan a uno o varios puntos centrales (concentradores).

Básicamente hay cuatro tipos de topologías LAN diferentes y cada una de ellas se corresponde con unos esquemas específicos de cableado y protocolo.

8.1.- TOPOLOGÍA EN ESTRELLA.

Se emplea casi exclusivamente en las redes Ethernet de par trenzado, incluyendo IEEE 802.2 e IEEE 802.3. Cada una de las estaciones se conecta directamente a un concentrador, por lo que cualquier ruptura en la línea afectará solo a la estación conectada en dicha línea. Esto hace que sean las más resistentes a un fallo general de la red. Además, las ampliaciones, traslados y las modificaciones son mucho más sencillas gracias a la facilidad de expansión de esta topología. En cada cable que parte del servidor se pueden conectar hasta cuatro concentradores y / o repetidores. Si necesita añadir 10 ó 12 usuarios más, bastará con añadir un nuevo concentrador. Cuando una estación transmite una señal, el resto de las estaciones conectadas a ese segmento (subred) ven el paquete en la línea; no obstante, solo actuará sobre el mismo la estación a la que va dirigido. Este sistema se denomina método de acceso múltiple con detección de portadora / detección de colisiones (CSMA/CD). Este tipo de comunicación es el que le permite instalar estaciones de trabajo, servidores y cualquier otro periférico en cualquier punto de la subred. Tiene una desventaja: la instalación requiere más metros de cable.

{LAN}

Figura 8.1.- Topología en estrella.

8.2.- TOPOLOGÍA DE ANILLO CONFIGURADO EN ESTRELLA.

Empleada principalmente por las redes de anillo con testigo IEEE 802.5. En este modelo, se pasa un testigo a lo largo de un círculo de cable. A este anillo se conectan todos los servidores, las estaciones de trabajo y los periféricos de la subred. Cada dispositivo conectado puede seleccionar el testigo y transmitir un mensaje. Las ventajas de este tipo de transmisión, hasta hace poco, se basaban en la velocidad, ya que en el anillo con testigo IEEE 802.5 permitía tasas de transferencia de 16Mbps. Aunque se trata solo de 6Mbps más rápido que Ethernet estándar (10Mbps), como el CSMA/CD de Ethernet genera gastos considerables (aproximadamente el 30% del ancho de banda disponible), resulta que los 16Mbps del anillo con testigo sin ese problema supera ampliamente a Ethernet. No obstante, la aparición de la Ethernet de alta velocidad anula esta ventaja. Otro de los fallos de esta topología es la vulnerabilidad frente a fallos generales. Si se rompe un anillo, fallarán todos los dispositivos conectados a él mismo. Hay un segundo protocolo que saca más partido a la topología de anillo configurado en estrella, proporciona tasa de transmisión aún más rápidas y presume de protección contra el fallo del cableado. Se denomina FDDI. Puede transmitir a velocidades que alcanzan los 100Mbps, y si una porción del anillo se rompe, este se redirecciona sobre la porción útil del cable para formar otro anillo.

{LAN}

Figura 8.2.- Topología en anillo configurado en estrella.

8.3.- TOPOLOGÍA TIPO BUS.

Ideal para subredes más pequeñas o subredes en las que cada dispositivo se conecta directamente en línea con el siguiente, utiliza cableados 10base-5 o 10base-2. Todos los dispositivos se conectan a un cable central. En los extremos del cable se conectan resistencias denominadas “terminadores”. Cuando una estación transmite una señal, la difunde en el cable, de modo que cualquier otra estación pueda recibirla. Si se produce una ruptura en cualquier parte de dicho cable, fallará toda la subred. Esta es la gran desventaja frente a la configuración estrella / bus.

{LAN}

Figura 8.3.- Topología tipo bus.

8.4.- TOPOLOGÍA TIPO ESTRELLA / BUS.

Combinación de las topologías de estrella y de bus, enlaza grupos de dispositivos conectados en estrella mediante uno o más troncos de bus lineal. La combinación de ambas topologías facilita la configuración y reconfiguración de los dispositivos de la red. Al igual que ocurre con la topología en estrella, este método utiliza generalmente la subred Ethernet de par trenzado. Se pueden utilizar buses lineales 10base-5 o 10base-2 para conectar concentradores 10base-T, desde cuyos dispositivos pasan a la topología de estrella.

8.5.- TOPOLOGÍA INTERRED.

La topología en que las subredes y los grupos de éstas (LAN) se conectan se denominan Interred (Internetworking). Los concentradores y repetidores conectan los dispositivos dentro de una subred, mientras que las conexiones entre subredes y LAN se realizan con encaminadores (routers), puentes (bridges) y superconcentradores (hubs). Basándonos en estos elementos de Hardware, podemos diferenciar tres tipos de topologías de Interred:

  • Red de malla.- la más apropiada cuando las redes necesitan conectarse a gran distancia a través de enlaces de telecomunicaciones. La conexión de unos routers con otros permite a la red seleccionar la ruta más rápida para una transmisión determinada. Cada router conoce las direcciones de todos los dispositivos de red a los que está conectado, por lo que cuando un paquete entra en el router, este estima la cantidad de tiempo que el paquete necesitará para alcanzar su destino a través de los distintos caminos posibles, cuando encuentra el camino más rápido, envía el paquete en esa dirección. Esto permite la red ajustar automáticamente los cambios en la utilización de sus recursos (el porcentaje de banda utilizado por el tráfico) y los posibles fallos en la línea, los routers dirigen automáticamente los paquetes de forma que eviten la zona donde está el problema.

  • Red soporte.- para conectar redes de campus universitarios o de oficinas, por ejemplo, resulta prudente utilizar una topología de bus simple o de anillo para conectar varias subredes o LAN mediante bridges o routers. Este soporte funciona normalmente basado en un sistema de cableado de alta velocidad, como la fibra óptica. El protocolo utilizado suele ser FDDI, que puede alcanzar la distancia necesaria para conectar las subredes y las LAN que están distantes, además de proporcionar anchura de banda y tolerancia frente a fallos necesarias para gestionar todo el flujo de información de una gran empresa u organización.

  • Red de estrella enlazada.- de reciente aparición entre las topologías de Interred, toma ventaja de una nueva variedad de superconcentrados para conectar un sistema de cableado estructurado como el establecido por la norma EIA / TIA 568. Estos concentradores actúan como una red soporte en miniatura. Contienen un medio muy rápido para desplazar los datos de organización desde el concentrador central hasta el distribuidos y viceversa. Cada piso (subred) contiene un concentrador central (que también podría ser un superconcentrador), que conecta directamente con el concentrador central en un modelo de topología en estrella. Por este motivo, cualquier fallo o ruptura en la estructura de cableado se detecta y corrige fácilmente sin peligro de colapsar la Interred o la WAN completa.

8.6.- ¿ CÓMO SE COMUNICAN LAS REDES?.

Las redes se comunican mediante dos elementos básicos: el Hardware y el Software. Esto excluye, por supuesto, al Hardware que no se necesita directamente para el funcionamiento de la red: periféricos como impresoras, máquinas de fax, etc. Más aún, el Software que utilizan estos dispositivos y periféricos también debe excluirse. Lo que queda después de eliminar estos componentes de Software y Hardware son los bloques básicos para la construcción de una red.

El primer elemento es una serie de aplicaciones diseñadas para pasar información desde un dispositivo o periférico de la red a otro, como por ejemplo la tarjeta de interfaz de red (NIC). Esto por lo que al Hardware se refiere. El segundo elemento, es la información que se pasa entre los distintos dispositivos de la red, como son los protocolos de red. Esta es la parte de Software necesaria.

MODELO OSI NETWARE UNIX

APLICACIÓN

PRESENTACIÓN

SESION

TRANSPORTE

RED

ENLACE

FISICO

Protocolo central de NetWare

Canales identificados

NetBios

SPX

IPX

Controladores de LAN

ODI

NDIS

FISICO

Sistema de archivos de red

smtp

ftp

telnet

Snmp

TCP

IP

Controladores de LAN

MAC

FISICO


Tabla 8.1.- Protocolos de red. Comparación con el modelo OSI.

9.- ESTRATEGIAS DE RED.

Dos aspectos de los más importantes de las redes, relacionados entre sí, que pueden presentarse en cualquier tipo de red son la forma de acceder a la información y como compartirla. Estas dos estrategias se conocen como cliente- servidor y red igualitaria. Ambas comparten una idea común desarrollada a partir del antiguo modelo, basado en sistemas de ordenador central y miniordenadores, en el que el ordenador central contenía uno o más procesadores y un sistema de almacenamiento masivo, que proporcionaban la potencia suficiente para que funcionaran una serie de terminales, compuestos de monitor y teclado (terminales mudos). Los usuarios introducían la información en los terminales mudos y esta se procesaba y almacenaba en el ordenador central.

A medida que los PC se fueron introduciendo en las empresas, los centros de enseñanza y los centros de investigación, el sistema de proceso centralizado propio de los grandes ordenadores fue perdiendo interés a favor de las estaciones de trabajo individuales. La descentralización del proceso permite a las estaciones de trabajo individuales compartir los procesos, el almacenamiento de archivos y el trabajo de impresión, con otras estaciones de trabajo.

9.1.- COMUNICACIÓN IGUALITARIA.

Cuando dos máquinas conectadas comparten diferentes servicios, el acuerdo se denomina red igualitaria, ya que ambos equipos pueden trabajar uno sobre otro de forma idéntica. Las redes Macintosh, hasta la aparición de los archivos de trabajo en grupo y los servidores de impresión, son un ejemplo de red igualitaria. En primer lugar, cada ordenador Macintosh hace pública su disponibilidad en la red; después, según las necesidades, un ordenador puede acceder a otro para obtener su información. En realidad, todos los ordenadores trabajan como cliente, pero además tiene capacidad para ofrecer determinados servicios de forma limitada o general, convirtiéndose por ello en servidores.

9.2.- SISTEMAS OPERATIVOS IGUALITARIOS.

Las redes igualitarias ofrecen muchas ventajas. Por regla general son más baratas que las redes cliente-servidor, permiten distribuir sus datos y su potencia de procesamiento en un área muy extensa y permiten a los usuarios organizar dinámicamente los requisitos de computación. La información distribuida a través de una red igualitaria se pueden dividir en grupos relacionados, como pueden ser el financiero, el comercial, etc., sin necesidad de reorganizar los datos tratados.

No obstante, las redes igualitarias presentan algunas desventajas.

9.2.1.- Microsoft Windows 3.11 para trabajo en grupo.

Este sistema operativo permite a los usuarios no solo compartir archivos y periféricos(como impresoras), también proporciona una plataforma para tecnología de objetos de Microsoft, llamada Incrustación y Vinculación de objetos (OLE). Mediante esta tecnología se puede mantener en el ordenador una hoja de cálculo, por ejemplo, mientras permite a otro usuario que guarde una copia vinculada de la misma en su propia máquina, dentro de un documento de un procesador de textos. Cuando actualice la hoja de cálculo, el otro usuario verá la actualización automáticamente. OLE no solo aparece en Windows para trabajo en grupo, también se puede utilizar en Windows NT y en Windows ´95. Otras de las características igualitarias de Windows para trabajo en grupo son la agenda, el correo electrónico, el calendario, CHAT y los programas de emulación de terminal.

9.2.2.- Microsoft Windows NT.

Este potente sistema operativo de 32 bits, le permite aprovechar las ventajas de las mismas características disponibles en Windows para trabajo en grupo. Además, contiene seguridad adicional, así como la disponibilidad de trabajar simultáneamente como plataforma igualitaria y como cliente-servidor.

9.2.3.- Microsoft Windows ´95.

La combinación de las mejoras de seguridad de Windows NT con las posibilidades de plataforma igualitaria para trabajo en grupo, hacen que Windows ´95 aproveche lo mejor de cada sistema, a través de su potencia de procesador de 32 bits, su paquete integrado de teléfono, fax y correo electrónico y su capacidad para integrarse perfectamente con muchos de los sistemas operativos de red, como Windows NT y Novell Netware.

9.2.4.- Arisoft LANtastic.

LANtastic, aunque se trata estrictamente de un sistema operativo para servicios igualitarios, ha incluido la potencia de Novell Netware para aumentar su capacidad de compartir archivos y periféricos.

10.- COMUNICACIÓN CLIENTE - SERVIDOR.

El modelo o arquitectura cliente - servidor, partió de la descentralización de las grandes estaciones y miniordenadores. Sin embargo, como un cierto tipo de híbrido, el modelo cliente - servidor mantiene muchas de las características de las grandes estaciones y miniordenadores, añadiendo sus propias características de tipo igualitario. En lugar de que una estación acceda simplemente a los datos de una segunda estación, ambas máquinas toman un papel activo. En otras palabras, las estaciones inteligentes, llamadas sistemas frontales, no se comunican con otra estación frontal como en el modelo igualitario, sino que lo hacen con un servidor (“soporte”) que proporciona servicios específicos dependientes del procesador. Las estaciones que utilizan Windows ´95 pueden utilizar las configuraciones igualitarias y cliente - servidor.

10.1.- SISTEMAS OPERATIVOS DE RED MÁS POTENTES.

10.1.1.- Novell NetWare.

Además de los servicios de archivo e impresión, este sistema operativo de red ofrece un complejo rango de características, entre las que se encuentra el sistema de correo electrónico, los servidores de nombres y directorios (similar a la norma X.500) y un método que permite a los desarrolladores de otras firmas comerciales la creación de servicios adicionales, llamados módulos cargables de NetWare (NLM - NetWare Loadable Modules). Mediante estos módulos, los usuarios pueden tener acceso a servicios de fax, copias de seguridad, protección antivirus y muchos otros.

10.1.2.- Banyan VINES.

Gracias a sus servicios de directorio y al Streettalk, Banyan VINES es un excelente sistema operativo de red para modelos cliente servidor basado en WAN. Los usuarios, independientemente de su ubicación pueden obtener acceso fácil y rápido a servicios de archivo, impresión y correo electrónico entre otros.

10.1.3.- UNIX.

Los distintos productos del sistema operativo de red UNIX, entre los que se encuentra Solaris de SUN, SCO y UNIXWare, contienen un buen número de potentes características de cliente - servidor. UNIX fue el primero en desarrollar el entorno de informática distribuida (DCE), en el que muchos servidores trabajan simultáneamente para proporcionar un servicio de red.

10.1.4.- Microsoft Windows NT Advanced Server.

Este potente sistema operativo de 32 bits amenaza la potencia y escalabilidad de Novell Netware mediante su multitarea con derecho preferente, su multiproceso simétrico (posibilidad de utilizar direccionamiento de memoria en Gigabytes). Este entorno operativo se utilizará como pieza central en muchas redes basadas en Windows ´95.

10.1.5.- IBM LAN Server.

LAN server también rivaliza con la escalabilidad y la potencia de Novell NetWare, gracias a su multiproceso simétrico. Sin embargo, no es capaz de utilizar dinámicamente nuevos servicios de red, como lo hace NetWare con su arquitectura NLM.

Los modelos cliente - servidor se presentan de muchas formas diferentes, tantas como los modos de interoperación de los distintos sistemas operativos, como los que he mencionado antes. Por ejemplo podemos combinar un servidor NetWare con un Windows NT Advanced Server para proporcionar a los usuarios la combinación de ventajas de ambos sistemas operativos. Esta combinación permite al usuario utilizar el servidor NT como acceso a algunos servicios de NetWare (como los de impresión), añadiendo de paso un segundo nivel de seguridad de red. También podemos combinar servidores para mejorar el rendimiento.

A parte de la configuración, las redes cliente - servidor proporcionan bastantes ventajas sobre las redes igualitarias. Permite a las empresas reducir las configuraciones de gran estación y miniordenadores. El servidor de una red cliente - servidor gestiona la mayoría del trabajo de proceso de datos, por lo que el tráfico entre el servidor y el cliente se reduce sensiblemente. Al centralizar los datos, la arquitectura cliente - servidor proporciona una mayor seguridad y facilita la protección y recuperación de datos.

Los datos requeridos por cualquier sistema de la red se encuentran centralizados en una única memoria, con lo que se reduce la cantidad de procesos necesarios en cada estación de trabajo.

11.- CONFIGURACIÓN DE UNA RED ENTRE IGUALES WINDOWS 95 / 98.

Cuando el Hardware se encuentre ya disponible, lo único que queda por realizar es configurar el Software de los PC´s.

Si disponemos de tarjetas PnP (Plug and Play), nada más proceder al arranque del sistema, el propio Windows se encargará de detectar la presencia de la tarjeta de red e intentará instalar los drivers que correspondan. En el caso de que no se dispusiera de ellos, el sistema emitirá un mensaje solicitando la inserción de un disquete o CD que debería venir incluido con la tarjeta de red. Si la tarjeta es OEM, lo que se puede hacer como medida alternativa es, visitar la página web del fabricante si la tuviera y allí descargar el archivo.

En el caso de que el sistema operativo no detecte nuestra tarjeta, tendremos que instalar los drivers “manualmente”.

El propio Windows además, instalará el soporte de red (si no estuviera ya instalado) y solicitará un nombre para cada equipo además de un nombre para el grupo de trabajo.

En todo caso siempre se puede acudir a Configuración - Red para restaurar las opciones (el nombre de usuario y el del equipo de trabajo lo hayamos en la pestaña identificación.).

11.1.- PROTOCOLOS DE RED.

Una vez realizados correctamente todos los procesos anteriores, procederemos a la parte más importante que será la de establecer los protocolos de red y todos los servicios que instalamos en cada equipo.

{LAN}

Si toda la red está conectada a Internet por medio de un router o que poseamos en ella algún servidor UNIX o de otro tipo que utiliza TCP / IP nos encontraremos con la obligación de instalar tal protocolo, en el caso contrario, podremos prescindir de él y usar sólo NETBEUI, que hará las cosas más fáciles.

En el caso de haber elegido NETBEUI, si alguno de nuestros equipos optase por una conexión a Internet, deberemos instalar en esa computadora TCP / IP, con lo cual utilizará ambos protocolos, pero en el resto no será necesario.

Aquellos protocolos que no van a ser utilizados, como pueden ser IPX / SPX, deberemos eliminarlos, al igual que para agregar los que nos interesen.

{LAN}

Si existe más de una tarjeta de red (y consideramos el acceso a la línea telefónica como un adaptador más) y utilizamos más de un protocolo optaremos por el protocolo que instalaremos en cada adaptador.

En más de una ocasión se dará tener TCP / IP asociado con el adaptador del acceso telefónico a redes y NETBEUI para la tarjeta de red local, si tenemos asociado NETBEUI también para el acceso telefónico a redes deberemos proceder a eliminarlo, dejando únicamente el anterior, en caso contrario, tendremos TCP / IP asociado también a la red local (por ejemplo: NETBEUI 3 Com Fast Ethernet Adapter) y no vamos a usar TCP / IP en red local debemos eliminarlo.

{LAN}

En esta ventana, y haciendo clic sobre el botón compartir archivos e impresoras podremos dar acceso a estos recursos a toda la red.

Si nosotros no damos acceso a nuestros recursos, como pueden ser los discos, una impresora o un directorio, nadie podrá acceder a nuestro equipo a pesar de haber señalado anteriormente esta opción.

En el supuesto de usar TCP / IP en red local, tendremos que asignar a cada computadora una dirección IP distinta accediendo a las propiedades de TCP / IP desde la ventana anterior . Debido a que la comprensión de la estructura de las redes IP no forma parte de este trabajo, lo aconsejable es utilizar la máscara de subred que aparece en la figura, se usa una dirección IP tal como la que aparece en la figura, sustituyendo la última cifra (9 en este caso) por un número de orden que será el identificante del equipo empezando por el uno hasta llegar al último computador (en nuestro ejemplo esta computadora sería el 9).

{LAN}

11.2.- COMPARTIR LOS RECURSOS DE RED.

Si lo que queremos hacer es dar acceso a nuestras unidades de almacenamiento (discos, etc.), deberemos ir a “Mi PC” o al “Explorador de Windows” y haciendo clic con el botón secundario de nuestro ratón sobre la unidad o carpeta se nos mostrará una opción con el título “Compartir ...”.

Tendremos las opciones de compartir todo, o bien, la disquetera, el CD-ROM, el disco duro, ..., o solo algunas carpetas determinadas. Para esto se nos mostrará una ventana de diálogo que nos permitirá activar la compartición del recurso, darle nombre y el tipo de acceso y si lo creemos necesario asignarle una contraseña.

Si lo que queremos es compartir un impresora el proceso será prácticamente igual, nos desplazaremos con el ratón de esta manera: Inicio Configuración Impresora, y haciendo clic con el botón secundario del ratón sobre el dispositivo seleccionado se nos mostrará la misma opción de Compartir....

{LAN}

Debemos tener en cuenta:

  • Si compartimos una carpeta determinada, también estamos compartiendo todas las subcarpetas en ella contenidas.

  • Si lo que nosotros queremos es compartir un determinado recurso o dispositivo sólo lo podemos hacer por medio de una contraseña y darla a conocer a los elegidos.

11.3.- ACCEDER A LOS RECURSOS.

Para lograr acceder a las unidades que se han compartido solo deberemos hacer doble clic en el icono “Entorno de red” o en el administrador de archivos, en donde podremos desplazarnos a través de los distintos grupos de trabajo y equipos ubicados en ellos. Pulsando sobre uno de ellos veremos los recursos compartidos en forma de carpetas. Si queremos ver una carpeta determinada en forma de unidad, pulsaremos en el botón secundario del ratón sobre ella y pincharemos sobre la opción conectar a unidad de red.

{LAN}

Si queremos utilizar una impresora y compartirla, accederemos a la carpeta de las impresoras haciendo: Inicio Configuración, y ejecutaremos el asistente agregar impresora. Le diremos que vamos a usar una impresora en red y le señalaremos cual es la ruta completa (si no la sabemos usaremos el botón de “Examinar”).

En todo caso siempre podremos acceder a las propiedades de la impresora y desde allí cambiar su ubicación desde la pestaña “Detalles”. La nomenclatura a seguir será: file:// nombre de máquina // nombre de recurso.

{LAN}

GLOSARIO DE TERMINOS

  • ANCHO DE BANDA.- Relación para la transmisión de datos medidos en Kbps y que representa la capacidad del canal de comunicación para transportar datos.

  • ARCnet.- Red de computadoras y recursos compartidos creado por Datapoint muy popular en los años setenta, cuyas características eran: bajo coste, cableado en estrella y velocidad de hasta 2.5 Mbps.

  • ARPANET.- (Advanced Research Projects Agency NETwork) Red Avanzada de Agencias para Proyectos de Investigación. Red de conmutación de paquetes desarrollada a principios de la década de los setenta por ARPA que se considera el origen de la actual red Internet.

  • ASCII.- (American Standard Code of Information Exchange). Estándar aceptado casi mundialmente que recoge 128 caracteres, letras, números y símbolos utilizados en procesadores de textos y algunos programas de comunicaciones. Su principal ventaja es su amplia difusión y aceptación. De hecho, la mayoría de los procesadores de textos presentes en el mercado pueden importar y exportar ficheros a formato ASCII, lo que facilita el intercambio de información entre personas o empresas que no trabajan con la misma aplicación.
    El más utilizado es al ASCII extendido (de 8 bits) que permite representar 256 caracteres, como la ñ, vocales acentuadas, etc., frente al ASCII de 7 bits que solo permite representar 127 caracteres.

  • ASÍNCRONA.- Forma de transmisión de datos donde se necesita señal adicional de reloj. La señal contiene la información de cuando cambia cada dato.

  • BACKBONE NETWORK.- Red de infraestructura. Red que actúa como conductor primario del tráfico de datos de la red. Comúnmente recibe y manda información a otras redes.

  • BIT.- Dígito binario, unidad mínima de información de los dos estados 0 / 1, abreviación de Binary Digit que puede ser 0 ó 1. Es la unidad básica de almacenamiento y proceso de una computadora. 8 bits= 1 byte.

  • BRIDGES.-Puente. Dispositivo que pasa todos los mensajes de una red a otra sin distinguir a cuál red pertenece el destino del mensaje.

  • BTRIEVE de Novell.- Administrador de archivos de Novell que acompaña a sus sistemas operativos Netware. Permite la creación de archivos indexados, utilizando el método de organización b-tree.

  • CONCENTRADOR.- Equipo que se encarga, en primera instancia, de concentrar las señales. Algunos tienen funciones de repetir y retrasar la señal para evitar colisiones.

  • CSMA / CD.- Sensor de portada de accesos múltiples con detección de colisiones. Método de transmisión de datos en donde todas las estaciones pueden mandar datos con una señal eléctrica sumada (portadora). En caso de que existan transmisiones simultáneas detectan las colisiones. Es la base de la topología Ethernet.

  • DIGITAL.- Utiliza o contiene información convertida al código binario (lenguaje de números de ceros y unos) que emplean los ordenadores para almacenar y manipular los datos. Contrario a analógico.

  • DOMINIOS.- Son las denominaciones asignadas a los ordenadores de la red -hosts y routers- que equivalen a su IP adress. La correspondencia entre ambos sistemas se lleva a cabo mediante el DNS. Algunos dominios importantes son: .com (comercial); .edu (educación); .gov (Gobierno EE UU). La mayoría de los paises tienen también un nombre de dominio, por ejemplo .au (Australia); .uk (Reino Unido) o .es (España).

  • EIA/TIA 568.-En Julio de 1991, la "Electronic Industries Association/Telecommunications Industry Association" (Asociación de Industrias Electrónicas/Asociación de Industrias de Telecomunicaciones) publicó el documento ANSI/EIA/TIA-568, "Commercial Building Telecommunications Wiring Standard" (Norma de Cableado de Telecomunicaciones de Edificios Comerciales), para definir formalmente los requerimientos mecánicos y eléctricos del cable y los componentes que formaban los cableados de inmuebles en Estados Unidos. Esta Norma incluía especificaciones para cable sin apantallar trenzado (UTP - Unshielded Twisted Pair) de 100 Ohm, de pares trenzados apantallados de 150 Ohm STP (shielded twisted pair), coaxial de 50 ohm y fibra óptica de 62.5/125. El cable de par trenzado y los elementos de conexión fueron especificados eléctricamente como componentes hasta 16 MHz. Aunque un programa de prestaciones de cable se propuso casi concurrentemente, no hubo tiempo material para su inclusión en la norma.

  • ESCALABILIDAD.- Características de los equipos que nos permite ir aumentando velocidad y capacidad en: discos, memoria, procesadores y tarjetas periféricas.

  • ESTACIÓN.- Computadora que puede realizar procesos.

  • ETHERNET.- Estándar de red más popular e implementado utiliza CSMA / CD con una velocidad de 10 Mbps.

  • FARADIO.- Unidad de medida de la capacidad electrostática. El faradio absoluto se define como la capacidad de un condensador que, cargado con un culombio, acusa una diferencia de potencial entre sus armaduras de un voltio.

  • FDDI.- Estándar de transmisión de datos vía fibra óptica hasta de 100 Mbps con topología parecida a Token Ring / Token Passing.

  • FILE -SERVER.- Computadora dedicada a proveer y almacenar los archivos.

  • FTP.- Son las siglas de File Transfer Protocol, el nombre del protocolo estándar de transferencia de ficheros. Su misión es permitir a los usuarios recibir y enviar ficheros de todas las máquinas que sean servidores FTP. El usuario debe disponer del Software que permita hacer la transferencia (actualmente todos los navegadores, ya disponen de ese Software para recibir ficheros). Los ficheros pueden ser documentos, textos, imágenes, sonidos, programas, etc., es decir, cualquier cosa que se pueda almacenar en un fichero o archivo. En internet hay miles de ordenadores con centenares de ficheros de todas las clases a los que el público tiene acceso. Para conectar con un servidor FTP, debemos conocer su dirección al igual que para conectar con una página web. Hay muchos ficheros FTP y por lo tanto, muchos ficheros. Para buscar estos ficheros se puede utilizar el servicio Archie. Archie reúne todos los archivos FTP y los indexa regularmente por título y palabra clave. . http://www.tile.net/tile.listserv entre otros.

  • GATEWAY.- Dispositivo que permite conectar dos redes o sistemas diferentes. Es la puerta de entrada de una red hacia otra.

  • HOST.- Computadora en red capaz de brindar algún servicio. Se utiliza para denominar a una computadora principal que puede desarrollar los procesos por sí misma y recibir usuarios.

  • HUB.- Dispositivo inteligente que sirve de infraestructura para la red. Comúnmente asociado con un concentrador 10-base T con funciones inteligentes de retraso de señal (retiming), y retransmisión de la misma (repeating).

  • IEEE.- Agrupación de ingenieros que, entre otras funciones, documenta todos los desarrollos tecnológicos.

  • IEEE 802.2.- Norma la cual regula los métodos para controlar las tareas de interacción entre la tarjeta de red y el procesador (nivel 2 y 3 del OSI) llamado LLC.

  • IEEE 802.3.- Define las normas de protocolos Ethernet CSMA / CD en sus diferentes medios físicos (cables).

  • IEEE 802.5.- Define Hardware para Token Ring.

  • INTERFACE.- Circuitos físicos (Hardware) o lógicos (Software), que manejan, traducen y acoplan la información de forma que sea entendible para dos sistemas diferentes.

  • LAN (Local Area Network).- El término LAN define la conexión de ordenadores en un entorno generalmente de oficina. Su objetivo es compartir recursos (como acceder a una misma impresora) y permite el intercambio de ficheros entre los ordenadores de la red.

  • LÁSER.- Tecnología de semiconductores que permite concentrar la luz en un solo punto mediante señales electrónicas. Utilizada en tecnologías de impresión.

  • MAINFRAMES.- Macrocomputador. En la actualidad se utiliza esta palabra para referirse a los grandes ordenadores. Un ejemplo típico sería la arquitectura 390 de IBM. Es decir, máquinas capaces de gestionar muchos terminales y unidades periféricas (Ver: Periférico) de memoria con capacidad para varios gigabytes. Con el aumento de potencia de los llamados miniordenadores, la frontera entre éstos y los mainframes está cada vez menos clara. Originalmente, mainframe no era sino el armario metálico que contenía la unidad central de los grandes ordenadores.

  • MAN.- Red de área Metropolitana.

  • MODEM.- Modulador- demodulador. Dispositivo que convierte señales binarias a tonos transmisibles por vía telefónica.

  • MULTIPLEXADO.- Proceso consistente en recibir mensajes de diferentes fuentes y enviarlas a un destino común. A la inversa, la técnica de multiplexado permite enviar a puntos de destino diversos datos que proceden de una fuente común.

  • NETBEUI.- Es el protocolo utilizado por las antiguas redes basadas en Microsoft LAN Manager. Es muy rápido en pequeñas redes que no lleguen a la decena de equipos y que no muevan ficheros de gran tamaño, a partir de ahí es mejor que te decantes por otra opción y lo desinstales de tus clientes y tus servidores, esto último siempre que no tengas ningún equipo que utilice LAN Manager.

  • NIC (Network Interface Card).- Organismo que se encarga en cada país de matricular (o sea, de asignar las direcciones IP y los nombres de dominio) a los ordenadores que están conectados a la red.

  • NODO.- Estación de trabajo con identificación propia que puede ser fuente y destino en la red.

  • OEM.- identifica el mercado de los fabricantes de material informático que compran elementos básicos o independientes (memorias, microprocesadores, dispositivos de entrada / salida), Para incorporarlos a los equipos que venden al usuario final (END USER).

  • PNP (Plug and play).- Es un sistema que permite conectar cualquier dispositivo de hardware al ordenador, sin tener que incorporar ningún controlador (driver), pues la configuración se realiza de forma automática. Esto supone un aumento en la facilidad de instalación y configuración de nuevos periféricos.

  • PROM.- ROM programable. Una vez programada, no es posible variar su contenido.

  • PROTOCOLO.- Conjunto de reglas establecidas para fijar la forma en que se realizan las transacciones.

  • ROUTER.- Dispositivo que pasa todos los mensajes entre una red y otra distinguiendo a qué red pertenece el destino del mensaje.

  • SCO (Santa Cruz Operation).-Se trata de una firma norteamericana especializada en sistemas UNIX.

  • SERVIDOR.- Equipo destinado a proveer y administrar los servicios de red, los recursos, las aplicaciones, los archivos y la seguridad de la misma.

  • SOLARIS DE SUN.- Software de SunSoft que emula aplicaciones Windows bajo UNIX convirtiendo las llamadas hechas por las aplicaciones Windows en llamadas X Windows. Ejecuta código nativo y aplicaciones de Windows con buen rendimiento. Wabi es una opción para el entorno Solaris de Sun, así como para productos OEM.

  • SQL (Structured Query Language).- Es un estándar en el lenguaje de acceso a bases de datos. Originalmente, era un lenguaje de acceso al sistema de gestión de bases de datos denominado DB2 en plataformas 390 de IBM. En la actualidad está adoptado por ISO.

  • TCP / IP.- Protocolos definidos por catedráticos en el proyecto ARPAnet del departamento de defensa de los Estados Unidos para la red Universitaria en los años setenta.

  • TELNET.- Protocolo estándar de Internet que permite al usuario conectarse a un ordenador remoto y utilizarlo como si estuviera en una de sus terminales.

  • TERMINADORES.- Componente del cableado que empata la impedancia característica del cable para regular las señales eléctricas en la red.

  • TOKEN RING.- Red local en la que el permiso para transmitir es secuencial o en anillo.

  • UNIXWARE.- Sistema operativo para 386 y superiores de Novell basado en UNIX System V Release 4.2 Unixware personal Edition es una versión monousuario que provee acceso de cliente a NetWare y se ejecuta en aplicaciones UNIX, DOS y Windows. También incluye las interfaces gráficas Motif y Open look. UnixWare Application Server provee un servidor de aplicación UNIX multiusuario en una LAN NetWare. Soporta TCP/IP y X Windows.

  • WAN.-Red de área amplia que tiene nodos en diferentes localidades geográficas e implementa infraestructura de comunicaciones.

  • X.25.- Interface estándar para conexión de terminales de datos a redes públicas. Es un protocolo de empaquetamiento conmutado), definido por el Comité Consultivo de ITT y adoptado luego por ISO.

  • X.500.- Estándar para el manejo de directorios en sistemas multiusuario.

  • 10-BASE 2. - Implementación de Ethernet de 10 Mbps en cable coaxial delgado. Su máximo segmento es de 200 metros.

  • 10-BASE 5. - Implementación de Ethernet de 10 Mbps en cable coaxial grueso. Su máximo segmento es de 500 metros.

  • 10-BASE T.- Estándar de transmisión de Ethernet sobre MIT a 10 Mbps.

RESUMEN

CONCEPTO DE RED

Una red de área local, es un sistema de transmisión de datos entre ordenadores dentro de un área reducida y que emplea cableado normal que permite altas o moderadas velocidades (de 1 a 5 millones de bits por segundo) , incluye Hardware y Software de conexión. La zona que cubren este tipo de redes no suele superar los 3.000 metros.

Los dispositivos que componen una red local pueden compartir información, equipo y programas, independientemente de la ubicación del dispositivo o usuario.

Las redes locales tienen pocos errores, debido a que la mayor parte de ellos disponen de sistemas propios de detección y corrección de errores, la ventaja que ofrecen este tipo de redes son múltiples.

Una red consta de servidores, estos comparten sus periféricos con otros ordenadores, los dedicados no tienen consola, solo sirven para abastecer a otros ordenadores y los no dedicados, son normales, dan servicio también a la red, pero se pueden usar como un ordenador convencional mientras actúa de servidor.

TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN

Se distingue: el emisor, posee un dato y lo envía, el receptor, destinatario del dato y el medio. Un circuito de datos es un camino continuo por donde viaja el mensaje, puede tener uno o dos sentidos (pero no se pueden simultanear). Pueden ser: circuitos simplex, una estación es emisor y otra receptor, un canal, circuitos semiduplex, señales en ambos sentidos, pero no simultaneas, circuitos duplex, puede viajar la señal en ambos sentidos simultáneamente, dos canales.

Los elementos de un sistema de comunicación de ordenadores son:

  • Un terminal, es un equipo informático que pretende acceder a otro equipo.

  • Un equipo de conversión de información, traduce la señal al formato soportado por la red.

  • Línea de comunicación y equipo receptor.

Las señales empleadas para el intercambio en una red son de frecuencia elevada.

Se puede transmitir información de dos maneras: transmisión digital, la información se envía tal y como la usa el ordenador (binario), transmisión analógica, un mensaje se convierte a un formato eléctrico (teléfono), las técnicas digitales tienen más ventajas, es más resistente, más homogéneo.

Atendiendo al agrupamiento de los datos se puede hablar de: transmisión en serie, los elementos de un mensaje se envían uno detrás de otro usando un canal, se usa para largas distancias, consume mucho tiempo de la línea, es un mecanismo barato y sencillo, transmisión en paralelo, los bits se agrupan en bloques de n elementos enviados simultáneamente, se usan n canales, es más eficiente pero muy costoso.

Teniendo en cuenta cuantos bits son enviados al tiempo, podemos clasificar en: transmisión de un nivel, tiene dos niveles de tensión (bit 0 y 1), los caracteres se envían bit a bit. Transmisión mutinivel, tiene varios estados de tensión.

Se denomina sincronización al conjunto de técnicas destinadas a permitir la reconstrucción de un mensaje a partir de la sucesión de señales eléctricas, existen tres técnicas: sincronización a nivel de bit, permiten al receptor distinguir donde empieza y acaba un bit. Sincronización a nivel de carácter, agrupa los bits en caracteres. Sincronización a nivel de bloque, los caracteres se envían en grupos, llevan un encabezamiento y un final, ajenos al mensaje.

Según como se realicen las tareas de sincronización tenemos: transmisión asíncrona, la línea de comunicación tiene un estado por defecto, el emisor envía información de control antes y después, para indicar cuando empieza y cuando termina. Transición síncrona, los caracteres se agrupan en tramas de una cierta longitud.

Hay tres técnicas de transmisión de la información: multiplexación, es el envío de varios mensajes en una sola línea sin que se mezclen, existen dos subtipos: multiplexado por división en el tiempo, las transmisiones ocupan todo el ancho de banda en un intervalo de tiempo, multiplexado por división de frecuencias, el ancho de banda se reparte. Concentración, aprovecha toda la capacidad de la línea. Se usa un concentrador para conectar terminales de baja capacidad a un host. Conmutación, no se puede usar si se quieren conectar muchos elementos.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE LA INFORMACIÓN

Un cable de par trenzado es balanceado si tiene dos hilos y cada uno esta aislado y lleva la misma corriente pero en sentidos opuestos. El trenzado reduce las interferencias. Un cable coaxial es un medio no balanceado, el aislante que lo rodea actúa de tierra y protección.

El cable de cobre directo consta de dos hilos con un aislante, es utilizado para cortas distancias y bajas velocidades, no es idóneo para redes.

El cable coaxial tiene un núcleo sólido, protección, tierra y aislante externo. Existen dos tipos, uno para banda base y otro para banda ancha, es el cable típico de las redes locales. El cable de fibra óptica, es el cable del futuro, en el viajan señales luminosas (láser) llevando información, la fibra no conduce la electricidad. Consta de tres partes: núcleo, revestimiento y cubierta. Este cable permite la multiplexación, tiene pocas pérdidas de potencia,realiza una transmisión fiable, pero es muy costos.

TIPOS DE REDES

La característica principal que influye en el diseño de la red es la distancia a la que se encuentran los puestos. Se distinguen: segmento de red, definido por una dirección de Hardware, LAN, las estaciones están próximas, tiene muy baja tasa de errores, bajo coste, etc., MAN, son grandes redes locales, pueden cubrir una región, WAN, conecta ordenadores a escala nacional o internacional, los tiempos de transmisión son altos y muchos los errores, etc.

COMPONENTES DE UNA RED

El sistema operativo se encuentra en un ordenador, llamado servidor, y hace posible el funcionamiento de la red, algunos servicios que ofrece el sistema operativo pueden ser: servicios de archivo, de correo electrónico, bases de datos, etc.

Para poder utilizar un sistema operativo las estaciones necesitan Software de conexión a la red a través de un adaptador de red, estos son capaces de enviar y recibir muchas pilas de protocolos. El cableado de una red, lo único que hace es conectar las estaciones de trabajo con los servidores, los periféricos suelen conectarse al servidor, aunque también se conectan a estaciones de trabajo, estos periféricos también tienen Hardware y Software.

Para ampliar una red se utilizan:

  • Routers.- interconecta redes que pueden tener diferentes topologías y protocolos. Los protocolos de encaminamiento guardan un mapa interno de la red y pueden enviar por tanto información por el camino más adecuado.

  • Hubs y centralitas.- se usan para crear sistemas de cableado estructurado, un hub es un concentrador que forma el centro de una topología en estrella.

PROTOCOLOS Y ARQUITECTURAS

Es necesario que los elementos de una red compartan un cierto lenguaje, el conjunto de normas que rigen la comunicación entre elementos se llama protocolo. Se denomina arquitectura a la descripción de los elementos o módulos que forman parte de la transmisión, las arquitecturas pueden ser:

  • No estructuradas.- redes diseñadas durante los años sesenta, cualquier modificación afecta a gran parte del sistema.

  • Estructuradas.- se aplica el método de divide y vencerás, los módulos son independientes, los cambios sólo afectan al modulo. Se producen redundancias de datos.

Los protocolos cumplen ciertas funciones, entre las que cabe destacar: transferencia de la información, control del enlace (el protocolo debe indicar cuando se comienza y cuando se termina la emisión), gestión de la recuperación (para cuando se produce una anomalía en la transmisión), detección de errores.

El conjunto de reglas que forman un protocolo se estructura en niveles (protocolos de nivel n). En un caso muy general los protocolos se estructuran en cuatro niveles: protocolo final, describe el lenguaje de la comunicación, protocolo de presentación, reglas encargadas de la traducción, independiza el sistema de los detalles de Hardware y Software de cada estación, protocolo de sesión, encargado del establecimiento, mantenimiento y cierre de la sesión, protocolo de transporte, encargado de tratar con el sistema físico de red subyacente, control de errores, etc.

Algunos protocolos son:

  • TCP / IP.- cuyo objetivo es conseguir la independencia frente a diversos parámetros (Hardware y Software), el protocolo TCP ofrece servicios a nivel de transporte, e IP a nivel de red. La principal ventaja es que se pueden interconectar redes muy heterogéneas. Dos son los protocolos dentro del conjunto TCP / IP:

    • TELNET.- protocolo de nivel de aplicación, un usuario puede conectarse a una máquina remota, este protocolo ofrece tres servicios: NVT, negociación de opciones y comunicación simétrica.

    • FTP.- protocolo especializado en la transferencia de archivos entre ordenadores en red que usan TCP / IP.

El protocolo IP se encarga de encaminar los datos hacia el ordenador destino, la dirección IP es conocida en toda la red. La red se divide en dominios, con un administrador de cada dominio.

La arquitectura SNA se trata de un sistema desarrollado por niveles que permite conectar productos IBM y cuyas características primordiales podrían ser: facilidad de uso, fiabilidad,etc.

La arquitectura DNA es la arquitectura para redes de la compañía Digital Equipment Corporation.

La arquitectura OSI es un modelo adaptado por ISO que permite conectar sistemas abiertos. Un nivel de sistema solo dialoga con el nivel homónimo de la máquina receptora. El sistema de protocolos OSI tiene siete niveles, siendo el primer nivel, la capa de menor abstracción, estos niveles son:

  • nivel 1: Físico: se ocupa de la transmisión de bits por un canal, se describen las características físicas del medio de transmisión.

  • Nivel 2: Enlace: detecta un error y debe solucionar el problema, la información se divide en tramas.

  • Nivel 3: Red: se establece la ruta física, se conocen a este nivel direcciones reales.

  • Nivel 4: Transporte: recibe un mensaje, lo transforma o lo trocea.

  • Nivel 5: Sesión: permite que los usuarios establezcan sesiones de comunicación.

  • Nivel 6: Presentación: traduce y transforma la información entre diversos sistemas informáticos.

  • Nivel 7: Aplicación: es el nivel más cercano al usuario, sus labores las determinará éste

INTERCONEXIÓN DE REDES LOCALES

  • Repetidor: elementos electrónicos que conectan sistemas en el nivel 1 en el modelo OSI, existen dos dispositivos:

    • Repetidores y repetidores multiplexados o hubs (ejercen como repetidores entre varias líneas).

  • Bridges: encadena dos segmentos de la misma red, separa la red en dos zonas, su objetivo es que el aumento del número de usuarios no afecte al rendimiento. Opera con el nivel dos y tres del modelo OSI.

  • Routers.- operan en la capa del nivel tres, conecta redes de igual protocolo pero con diferencias a nivel de cableado. Controla el estudio de la red ara utilizar la ruta más adecuada a las condiciones del tráfico. Permite que en diferentes segmentos de la red existan direcciones duplicadas.

  • Bridges- routers.- conjunta las capacidades de un bridge y un router, pueden elegir rutas alternativas en función del estado de la red.

  • Gateway.- es la puerta de entrada de una red hacia otra.

TOPOLOGÍAS DE RED

Es la forma física en la que se realiza el cableado de una red. Puede haber:

  • Topología en estrella.- cada estación se conecta directamente a un concentrador.

  • Topología de anillo configurado en estrella.- se conectan servidores, estaciones y periféricos a un anillo central, es muy vulnerable frente a fallos generales.

  • Topología tipo bus.- ideal para subredes, cada dispositivo se conecta en línea con el siguiente.

  • Topología tipo estrella / bus.- enlaza grupos de dispositivos conectados en estrella mediante uno o más troncos de bus lineal.

  • Topología interred.- los concentradores y repetidores conectan los dispositivos dentro de una subred.

ESTRATEGIAS DE RED

Se refieren estas estrategias a la manera de acceder a la información y como compartirla. Cuando dos máquinas conectadas comparten diferentes servicios, el acuerdo se denomina red igualitaria ya que ambos equipos trabajan uno sobre otro de forma idéntica, algunos sistemas operativos igualitarios son: Microsoft Windows 3.11 para trabajo en grupo, Microsoft Windows NT, Microsoft Windows '95, Arisoft LANtastic.

El modelo o arquitectura cliente - servidor partió de la descentralización de las grandes estaciones y miniordenadores. Algunos de los sistemas operativos más potentes son: Novell Netware, Banyan VINES, UNIX, Microsoft Windows Advanced Server, IBM LAN Server.

Diafonía.- fenómeno de interferencia entre las comunicaciones transmitidas por dos líneas telefónicas diferentes, que se influyen por efecto capacitivo y de inducción mutua. La diafonía se elimina manteniendo alejados los pares de conductores, disponiéndolos en posiciones alternadas en intervalos regulares, para compensar sus influencias recíprocas. Los cables se aíslan cuidadosamente con revestimiento metálico.

Refracción.- fenómeno físico por el cual la velocidad del haz de luz cambia según el medio, y de dirección según se trate de dos diferentes.

Frecuencia.- número de veces que un fenómeno periódico se repite por unidad de tiempo. Cuando la unidad de tiempo es el segundo, la frecuencia se indica en hertz (Hz).

Multitarea.- cuando se pueden ejecutar varios procesos a la vez. Estos procesos compartirán el tiempo de uso del microprocesador. Se basan en técnicas de multiprogramación. Pueden admitir uno o varios usuarios simultáneamente. Existen en la actualidad dos tipos de sistemas operativos multitarea según realicen la gestión del procesador: multitarea apropiativa y multitarea cooperativa.

Multiproceso.- cuando se han instalado varios procesadores en un mismo ordenador. Puede ser que un mismo trabajo se ejecute por varios procesadores o lo que es más común, que cada procesador ejecute un trabajo diferente.

5

EMISOR

RECEPT.

HOST

HOST