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Tipos de redes

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Tipos de redes

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Tipos de redes

  1. 1. TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN Comúnmente las redes locales trabajan con cables que no tienen ninguna orientación centralizadora en la parte de comunicación, sino todo lo contrario, es decir cualquier estación puede comunicarse con cualquier otra sin intervención centralizadora. El cable está exclusivamente dedicado a esta transmisión y no se comparte con otros tipos de comunicaciones. Los textos, gráficos y otras informaciones son transmitidos en forma digital, como una serie de unos y ceros. Esto se denomina Banda Base. Lo opuesto a lo anterior serían las redes de Banda Ancha, donde circulan por el mismo medio físico, distintos tipos de información, por ejemplo, video o voz. Banda Base Usa señales digitales a través de una sola frecuencia. La señal fluye en forma de pulsos discretos de electricidad o de luz. Todo el canal se usa con la transmisión de una sola señal. El ancho de banda es la diferencia entre la frecuencia más alta y la más baja soportadas por un cable. Algunos cables transmiten y reciben datos al mismo tiempo. A lo largo del cable de la red, el nivel de la señal decrece y se distorsiona, por seguridad, el sistema de banda base utiliza repetidores para que la señal llegue con la intensidad original. Banda ancha Usa señales análogas que definen un rango de frecuencia. La señal es continua, esta fluye en forma de onda electromagnética u óptica. La transmisión es unidireccional, si se dispone de suficiente ancho de banda se podrían hacer varias transmisiones al mismo tiempo. Usan amplificadores para regenerar la señal. Se necesita una ruta para transmitir y otra para recibir datos. Hay dos formas de hacer esto: Mid-split : Divide el canal en dos rangos de frecuencia, un canal es usado para transmitir y el otro para recibir. Dual-cable: Se utilizan dos cables diferentes, uno para transmitir y el otro para recibir información. Esta forma es mucho más cara que la Mid-split
  2. 2. En un principio, existían MAINFRAMES, grandes computadoras con una única CPU central que centraliza toda la información mediante el proceso, almacenamiento y transferencia de datos. La conexión a la CPU era mediante terminales bobas (monitor y teclado). Después se crearon controladores que procesaban la información de varias maquinas conectadas al mismo. De esta manera, aparece el multiplexor, que procesa y transfiere la información de todas las maquinas conectadas al controlador. Este controlador recibe la información de las distintas maquinas con una cabecera (etiqueta) para reconocer cual es la maquina que envía la información o a que maquina enviar la información que la misma requiere. A medida que fueron aumentando la cantidad de maquinas conectadas al mainframe, el tiempo en que tardaba la respuesta de procesamiento fue cada vez mayor. Para eso se crea un FRONT END conectado al mainframe, que se dedica a los mecanismos de comunicación, dejando al mainframe o CPU la tarea de los cálculos. Cuando surge la PC, se cambia el FRONT END conectado al mainframe central por FRONT ENDs conectados a cada PC. El FRONT END procesa, almacena y transfiere a una CPU central (servidor) que se dedica a los cálculos exclusivamente. Cada PC es ahora un cliente. Allí surge la estructura cliente/servidor. El cliente también tiene la capacidad de procesar, almacenar y transferir información. De esta manera, se logra un sistema de procesamiento distribuido: se buscó eliminar el monopolio, es decir, redes flexibles. Se obtiene entonces: - Flexibilidad: permite intercomunicación con otras redes por Internet, como las actuales redes virtuales (Internet hace el puente) - Compatibilidad: todo software o hardware aplicable a la red tendría que ser compatible para funcionar en cualquier tipo de red. - Continuidad: si se cambian maquinas o la arquitectura de la red o la topología de la red, la misma debe seguir funcionando.
  3. 3. Proceso centralizado y distribuido: Existe una diferencia fundamental entre el trabajo en red y el esquema de trabajo centralizado de mainframes y minicomputadoras. En las redes el proceso es distribuido. Esto quiere decir que cada estación usara sus recursos de procesador y memoria ejecutar las aplicaciones, e incluso de recursos locales para archivar o imprimir la información. SISTEMAS DISTRIBUIDOS Y REDES LOCALES No se debe confundir una red local con un sistema distribuido. Aunque parezca que son conceptos similares difieren en algunas cosas. De hecho las redes locales se diseñan, en general para procesos distribuidos y pueden tener distintas configuraciones que se verán más adelante, pero básicamente se pueden hablar de dos tipos: Red con un servidor (client/server): existe un servidor central que es el “motor” de la red. El servidor puede ser activo o pasivo dependiendo del uso que se le dé. Entre Pares (Peer to peer): Una red de igual a igual. Todos los puestos de la red pueden hacer la función de servidor y de cliente en diferentes tiempos o para diferentes cosas. RED BASADA EN SERVIDOR (CLIENTE / SERVIDOR): Cliente / servidor es una tecnología distribuida que define el papel que realiza un cliente que requiere un servicio y el papel del servidor que proporciona el servicio. Una red basada en servidor es independiente de su topología de conexión, ya sea conectados a un hub, con topologías anillo, estrella o de bus. El servidor puede alojar y administrar software, servicios, compartir archivos, guardar archivos, asignar impresoras, máquinas de fax, módems y otras conexiones de comunicación. El servidor actúa como árbitro; cada nodo se comunica con el servidor cuando solicita información y luego el servidor ubica la información internamente o en los clientes conectados y la envía al cliente que la solicita. Según las necesidades se puede tener mas de un servidor o subdividir los servidores de acuerdo a los servicios que preste. Si nos referimos a Computadoras, fundamentalmente existen dos tipos de servidores: Dedicado: Solamente realiza procesos de servidor y no se utiliza como una máquina independiente. Se prefiere en redes de mucho volumen de trabajo y va a ser, fundamentalmente, el equipo más potente. No dedicado: El servidor puede realizar procesos de servidor y puede realizar procesos diferentes.
  4. 4. Este diseño de red utiliza sólo las computadoras conectadas y no se centra en un servidor. Cada computadora tiene características de trabajo independiente, tiene su propio disco rígido y en cada una de las computadoras se puede tener una unidad de CD-ROM, un sistema de copia de seguridad en cinta, un disco rígido auxiliar, un módem de datos o fax y una o más impresoras. SISTEMAS OPERATIVOS DE RED Los Sistemas Operativos de Red son las herramientas para manejo de ficheros y directorios, incluyen otras para el uso, gestión y mantenimiento de la red, así como herramientas destinadas a correo electrónico, envío de mensajes, copia de ficheros entre nodos, ejecución de aplicaciones contenidas en otras máquinas, compartición de recursos hardware etc. La actividad de red comprende el envío de datos desde una computadora a otra. Este proceso complejo puede ser dividido en tareas discretas: - Reconocer los datos. - Dividir los datos en paquetes manejables. - Añadir información a cada paquete de datos para: * Determinar la situación del dato. * Identificar al receptor. * Añadir “timing” e información de control de errores. -Poner los datos en la red y enviarlos por ella. El sistema operativo de red sigue un conjunto estricto de procedimientos en la elaboración de cada tarea. Estos procedimientos se llaman protocolos, o reglas de comportamiento. Los protocolos guían cada actividad para completarla con éxito, permitir comunicarse al hardware y al software de diferentes fabricantes. Hay dos conjuntos primarios de estándares: el modelo OSI y una modificación de ese estándar llamado Proyecto 802. Una comprensión clara de esos modelos es importante para entender los aspectos técnicos del funcionamiento de una red, como se verá mas adelante.
  5. 5. TOPOLOGÍA FÍSICA La topología de la red se refiere a la forma en que una red esta diseñada físicamente. La topología de una red define únicamente la distribución del cableado que interconecta las diferentes computadoras o nodos, es decir, es el mapa de distribución del cable que forma la intranet. A la hora de instalar una red, es importante seleccionar la topología más adecuada a las necesidades existentes. Hay una serie de factores a tener en cuenta a la hora de decidirse por una topología de red concreta y son: La distribución de los equipos a interconectar. El tipo de aplicaciones que se van a ejecutar. La inversión que se quiere hacer. El costo que se quiere dedicar al mantenimiento y actualización de la red local. El tráfico que va a soportar la red local. La capacidad de expansión. Se debe diseñar una intranet teniendo en cuenta la escalabilidad. No se debe confundir el término topología con el de arquitectura. La arquitectura de una red engloba: la topología, el método de acceso al cable y los protocolos de Comunicaciones. Existen tres tipos de topologías o celdas básicas de las cuales las dos más comunes para una red de área local son: “Estrella” y “Bus”, y la otra menos frecuente se denomina “Anillo”. Existen mezclas de topologías físicas básicas, dando lugar a redes que están compuestas por mas de una topología física, por ejemplo topologías de árbol, estrella-estrella.- TOPOLOGÍA LÓGICA Es la forma de conseguir el funcionamiento de una determinada topología física, cableando la red de una forma más eficiente. Existen topologías lógicas definidas: Topología anillo-estrella: implementa un anillo a través de una estrella física. Topología bus-estrella: implementa una topología en bus a través de una estrella física.
  6. 6. Configuración o disposición de red que se utiliza un único cable coaxil , para conectar una computadora a otra en una cadena con el objeto de transportar datos a través de una red. La topología de bus es una configuración lineal que conecta todas las computadoras de la red o del grupo de trabajo a una misma línea con un mismo cable. La señal de datos se transmite a la población entera de nodos, uno tras otro. Se utiliza un único cable coaxil, conocido como segmento, para interconectar toda la red. Cada nodo se une al cable intercalando un conector T, como se muestra en la figura anterior. No se permite conectar dos T usando menos de 0,5 m de cable. La T debe conectarse directamente a la placa de red, sin prolongadores. Sus principales características son: Utiliza cable coaxil Requiere terminadores en sus extremos. La longitud total del bus no debe exceder de 185m (cable thinnet). Los estándares aplicables restringen este tipo de red a no más de 30 conexiones de nodos en el segmento de red, aunque se cumplan requisitos de distancia. En el caso de usar ThickNet, que requiere transceivers (costo adicional) la longitud máxima llega a 500 m y el límite de conexiones por segmento es 100. Principales ventajas: Cableado muy sencillo Expansión simple de la red. No requiere hub u otro equipo central. Bajo costo de la instalación. Principales inconvenientes: Si llega a fallar un nodo conectado, la red entera queda deshabilitada. (Pero me refiero a la interrupción o corte o mal contacto de la red física. Si una de las computadoras está apagada o se cae, no hay problemas, la red sigue. Lo que la hace frágil es el sistema de cableado y la conexión: si algún conector hace un mal contacto, toda la red se cae. Se complican la detección y corrección de fallas.
  7. 7. En la topología en anillo cada estación está conectada con la siguiente, formando un camino cerrado. Los mensajes o paquetes de datos se pasan de una estación a otra en un sentido de circulación preestablecido. Requiriendo repetidores en cada nodo, es una topología activa. También se utilizan cables coaxiles. La información se transfiere secuencialmente, bit a bit, de un repetidor al siguiente del anillo. Cada repetidor regenera y retransmite cada bit. Cuando una estación recibe información destinada a ella, la incorpora en su memoria, en caso contrario se encargará de hacerla circular hasta la próxima estación. Sus principales características son: El cable se conecta en un bucle cerrado formando un anillo. Todos los computadoras que forman parte de la red se conectan a ese anillo. Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo “paso de testigo”. Limites de distancia perimetral iguales a la topología de bus. Principales ventajas: Tiempo de respuesta controlado Mejora en la detección de fallas Principales inconvenientes: Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red. Es difícil de instalar. Requiere mantenimiento. Baja flexibilidad
  8. 8. Consiste en un nudo central al que están conectadas radialmente las estaciones. En esta configuración o disposición de red se utiliza con cableado 10Base-T o 100Base-TX (UTP o STP) y un concentrador o hub. Cada elemento de la red está conectado al hub como los picos de una estrella. Sus principales características son: Utiliza cable tipo UTP o STP. Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un punto central (concentrador), formando una estrella física. Cada vez que se quiere establecer comunicación entre dos computadoras, la información transferida de uno hacia el otro debe pasar por el punto central. Existen algunas redes con esta topología que utilizan como punto central una estación de trabajo que gobierna la red. Este tipo de topología se utiliza cuando el grueso de comunicación se va a realizar preferentemente entre el nodo central y el resto de los nodos, y no cuando la comunicación se hace entre nodos extremos. Principales ventajas: Los grupos de trabajo se comunican fácilmente. La expansión es tan simple como agregar un nuevo grupo de trabajo. La expansión mediante un switch o bridge mejora realmente el rendimiento en toda la red. Si se rompe un cable sólo se pierde la conexión del nodo que interconectaba. Posibilidad de corregir rápidamente conexiones fallidas sin interrumpir el flujo de la red entera. El cableado 10BASE-T / 100BASE-TX proporciona información de estado a los diodos indicadores del estado en el hub, lo que simplifica el proceso de detección y correcciones de fallas. Principales inconvenientes: Está limitado a una distancia máxima de 100m entre el nodo y el hub. Cableado un poco mas complicado.
  9. 9. Se trata de una estrella en la que el punto central al que van conectados todos los nodos es un concentrador (hub) pasivo, es decir, se trata únicamente de un dispositivo con varios puertos de entrada (típicamente no más de 4), básicamente es como una topología lógica de bus. TOPOLOGÍA DE ESTRELLA ACTIVA: Se trata de una topología en estrella que utiliza como punto central un hub activo o bien una computadora que hace las veces de servidor de red. En este caso, el hub activo se encarga de repetir y regenerar la señal transferida e incluso puede estar preparado para realizar estadísticas del rendimiento de la red. Cuando se utiliza una computadora como nodo central, es ésta la encargada de gestionar la red, y en este caso suele ser además del servidor de red, el servidor de ficheros. TOPOLOGÍA EN ANILLO-ESTRELLA: Para mejorar los inconvenientes de la escasa flexibilidad ofrecida por la topología en anillo en temas de instalación, mantenimiento reconfiguración, se han planteado topologías alternativas, en las que la configuración física es distinta a la del anillo, pero conservando la estructura lógica de éste. El ejemplo mas claro lo ofrece la topología anillo-estrella (configuración física de estrella, configuración lógica de anillo). En la topología anillo-estrella, las estaciones se conectan a través de una unidad de acceso múltiple, de modo tal que físicamente forman una estrella. En caso de fallas de una estación o segmento de cable, la unidad de acceso puede cortocircuitar automáticamente esa estación o segmento de cable.

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