miércoles, 8 de junio de 2016

Redes de Datos

Se conoce como red de computadoras (o red de datos) a la infraestructura cuyo diseño posibilita la transmisión de información a través del intercambio de datos.



La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo general de estas acciones. Un ejemplo es Internet, la cual es una gran red de millones de computadoras ubicadas en distintos puntos del planeta interconectadas básicamente para compartir información y recursos.

 ¿Por qué las redes son importantes?

Las redes son importantes porque a través de ellas tenemos equipos interactuando entre sí que nos dan la posibilidad de intercambiar información y aprovechar varios beneficios como:

  • Compartir recursos: Las redes permiten compartir recursos que son poco utilizados o que tienen un costo demasiado elevado para que cada usuario disponga de uno (por .ej.:  impresoras de alta calidad, grabadora de DVD, etc.). 

  • Compartir e intercambiar información: Los usuarios de recursos informáticos no trabajan de forma aislada y necesitan una infraestructura para intercambiar información. La utilización de redes proporciona mecanismos más sencillos para intercambiar grandes volúmenes de datos entre los usuarios de una organización, sin la necesidad de emplear dispositivos de almacenamiento externos como (por ej: discos extraíbles o unidades de CD-ROM).
  • Homogeneidad de las aplicaciones: Cuando hay varios usuarios, cada uno tiende a utilizar las aplicaciones que mejor se ajustan a sus necesidades y gustos. Esto puede provocar una situación de caos en la organización, por la gran variedad de formatos en los que se puede presentar la información y, lo que es peor, la falta de compatibilidad entre los mismos, que impediría que un usuario leyera un archivo de un compañero. Estos problemas desaparecen si todos los usuarios usan los mismos programas. Si además son aplicaciones que se comparten a través de la red, su instalación, gestión y mantenimiento son más efectivos.
  • Mantenimiento más sencillo de la información: Cuando varios usuarios manejan datos comunes, pero cada uno mantiene su propia copia de la información en su equipo, puede producirse inconsistencia de datos. Al usar la red existe una única copia de los datos, y todos los datos se modifican en la copia centralizada. El hecho de que los datos estén centralizados hace también más sencilla la tarea de crear copias de seguridad.
  • Mayor efectividad: La capacidad de organizar recursos tiene un impacto directo en la organización y en el presupuesto de la empresa. Si los recursos se pueden compartir, hacen falta menos recursos. Otros beneficios menos obvios son, además del ahorro de hardware, también ahorro de tiempo y de papel.
  • Ahorrar dinero: Hace referencia al uso de ordenadores más pequeños conectados en red en lugar de grandes ordenadores. Con ello se consigue una potencia equivalente a la de grandes computadores con un costo muy inferior.
  • Proporcionar alta confiabilidad y disponibilidad: Al contar con fuentes alternativas de almacenamiento o de servicio es posible lograr este objetivo.


Modelo básico de una red

La fuente es el dispositivo que genera los datos a transmitir. (Puede ser una computadora, un equipo de  fax, etc).

El destino es el dispositivo al cual se envían los datos generados por la fuente. 

El transmisor (tx) convierte datos entregados por una fuente en señales que son inyectadas al sistema de transmisión. Por ejemplo, la placa de red de una computadora genera las señales que se transmiten por el medio que une los equipos (pudiendo ser, por ejemplo, cable coaxial, fibra óptica ó cable telefónico).

El receptor es el dispositivo destinatario de las señales enviadas por el equipo transmisor. 

Transmisión de datos

Una red informática está formada por dos o más ordenadores interconectados de forma que puedan comunicarse y compartir recursos. Las redes pueden realizar intercambio de datos a través de distintos medios como cables coaxiales, de pares trenzados, de líneas telefónicas, ondas de radio, etc.

En las redes informáticas los datos se envían en forma de paquetes de bits.

Por ejemplo, cuando mandamos un mensaje de correo electrónico, los datos se dividen en partes o paquetes, a cada uno de los cuales se le añade una cabecera con información de la dirección de destino, la dirección de origen y el número de paquetes.

Cada paquete se envía a su destino utilizando el camino más adecuado disponible en ese momento; es decir, los paquetes pueden viajar por rutas diferentes y cuando llegan a su destino se ordenan y son entregados al destinatario.

La comunicación entre dos computadoras puede efectuarse mediante los tres tipos de conexión:

Los datos pueden viajar a través de una interfaz serie o paralelo, formada simplemente por una conexión física adecuada, como por ejemplo un cable.

Conexión directa: A este tipo de conexión se le llama transferencia de datos on – line. Las informaciones digitales codificadas fluyen directamente desde una computadora hacia otra, sin ser transferidas a ningún soporte intermedio.

Conexión a media distancia: Es conocida como conexión off-line. La información digital codificada se graba en un soporte magnético o en una ficha perforada y se envía al centro de proceso de datos, donde será tratada por una unidad central u host.

Conexión a gran distancia: Con redes de transferencia de datos, de interfaces serie y módems se consiguen transferencia de información a grandes distancias.
Clasificación de las redesde datos

Las redes de datos pueden clasificarse en base a distintas taxonomías: alcance, tipo de conexión, tecnología, etc.

Por alcance:

Red de área local, o LAN (Local Area Network), es una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de localización. No utilizan medios o redes de interconexión públicos.

Red de área metropolitana o MAN (metropolitan area network) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica más extensa que un campus, pero aun así limitado. Por ejemplo, un red que interconecte los edificios públicos de un municipio dentro de la localidad por medio de fibra óptica.

Redes de área amplia, o WAN (Wide Area Network) son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa utilizando medios como: satélites, cables interoceánicos, Internet, fibras ópticas públicas, etc.

Por tipo de conexión:

cable coaxial: se utiliza para transportar señales electromagnéticas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo y uno exterior denominado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes; los cuales están separados por un material dieléctrico que, en realidad, transporta la señal de información.

cable de par trenzado: es una forma de conexión en la que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes. Dependiento de la red se pueden utilizar, uno, dos, cuatro o más pares.

fibra óptica: es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

Por relación funcional

Cliente-servidor: es la arquitectura que consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta.

Peer-to-peer: o red entre iguales, es aquella red de computadoras en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.

Por tecnología

Point-To-Point: es aquella en la que existe multitud de conexiones entre parejas individuales de máquinas. Este tipo de red requiere, en algunos casos, máquinas intermedias que establezcan rutas para que puedan transmitirse paquetes de datos. El medio electrónico habitual para la interconexión es el conmutador, o switch.

broadcast: se caracteriza por transmitir datos por un sólo canal de comunicación que comparten todas las máquinas de la red. En este caso, el paquete enviado es recibido por todas las máquinas de la red pero únicamente la destinataria puede procesarlo.

Por topología física

red en bus: se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos.
red en anillo: cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera.

red en estrella: las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste.
red en malla: cada nodo está conectado a todos los otros.

red en árbol: los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central.

En una red mixta se da cualquier combinación de las anteriores.

Por la direccionalidad de los datos

Simplex :o unidireccional: un equipo terminal de datos transmite y otro recibe.

Half-duplex: en castellano semidúplex: el método o protocolo de envío de información es bidireccional pero no simultáneobidireccional, sólo un equipo transmite a la vez.

Full-duplex: , o dúplex,: los dos equipos involucrados en la comunicación lo pueden hacer de forma simultánea, transmitir y recibir.

Por grado de autentificación

Red privada: es una red que solo puede ser usada por algunas personas y que está configurada con clave de acceso personal.

Red de acceso público: una red pública se define como una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectados, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.

Formas de conmutación

La conmutación es la conexión que realizan los diferentes nodos que existen en distintos lugares y distancias para lograr un camino apropiado para vincular a dos usuarios de una red de telecomunicaciones. Permite la descongestión entre los usuarios de la red, lo que disminuye el tráfico.

Existen dos formas de conmutación características :

Conmutación de circuitos

En la conmutación de circuitos los equipos de conmutación deben establecer un camino físico entre los medios de comunicación previo a la conexión entre los usuarios. Este camino permanece activo durante la comunicación entre los usuarios, liberándose al terminar la comunicación. Ejemplo: Red Telefónica Conmutada. Su funcionamiento pasa por las siguientes etapas: solicitud, establecimiento, transferencia de archivos y liberación de conexión.

Conmutación de paquetes

El emisor divide los mensajes a enviar en un número arbitrario de paquetes del mismo tamaño, donde adjunta una cabecera y la dirección origen y destino así como datos de control que luego serán transmitidos por diferentes medios de conexión entre nodos temporales hasta llegar a su destino. Este método de conmutación es el que más se utiliza en las redes de ordenadores actuales. Esta conmutación es la utilizada por Internet.

Protocolos

En informática y telecomunicación, un protocolo de comunicaciones es un conjunto de reglas y normas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellos para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así como posibles métodos de recuperación de errores. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, software, o una combinación de ambos.

En el caso concreto de las computadoras, un protocolo de comunicación, también llamado en este caso protocolo de red, define la forma en la que los distintos mensajes o tramas de bit circulan en una red de computadoras



Bibliografía

Kioskea 2014. Concepto de red. Disponible en http://es.kioskea.net/contents/252-el-concepto-de-red. Fecha de acceso: 6/6/2016.
Monografías 2014. Beneficios de las redes. Disponible en  http://www.monografias.com/trabajos30/beneficios-redes/beneficios-redes.shtml . Fecha de acceso: 7/6/2016.
Rincón del vago 2014. Redes. Disponible en http://html.rincondelvago.com/redes-lan_1.html .  Fecha de acceso 6/6/2016.