Introducción a las Redes de Computadoras Docente Arturo Gonzalez Vertel

La Comunicación La comunicación es el proceso mediante el cual se puede transmitir información de una entidad a otra. Los procesos de comunicación son interacciones mediadas por signos entre al menos dos agentes que comparten un mismo repertorio de signos y tienen unas reglas comunes. Tradicionalmente, la comunicación se ha definido como "el intercambio de sentimientos, opiniones, o cualquier otro tipo de información mediante habla, escritura u otro tipo de señales". Todas las formas de comunicación requieren un emisor, un mensaje y un receptor destinado, pero el receptor no necesita estar presente ni consciente del intento comunicativo por parte del emisor para que el acto de comunicación se realice. En el proceso comunicativo, la información es incluida por el emisor en un paquete y canalizada hacia el receptor a través del medio. Una vez recibido, el receptor decodifica el mensaje y proporciona una respuesta.

Elementos de la comunicación EMISOR: Produce el mensaje y lo envía. Es quien empieza la comunicación, debe tener ideas, información y un propósito para comunicar. RECEPTOR: Recibe el mensaje y lo interpreta. Persona que recibe la información que le ha sido enviada por el emisor. Ambos deben ser hábiles para hablar, para leer, para escribir o escuchar y para razonar, el nivel de conocimiento influye en su capacidad para recibir y transmitir mensajes. CODIFICADOR: Conjunto de signos y reglas que el emisor y el receptor conocen y que sirven para codificar y decodificar el mensaje. Toma las ideas y las dispone en un código, en la comunicación persona a persona esta función la cumple la capacidad motora de la fuente, los mecanismos vocales, los sistemas musculares de la mano y de las demás partes del cuerpo. El código es un sistema común organizado de signos o símbolos, regidos por reglas en la emisión y recepción de mensajes y constituyen verdaderos sistemas de comunicación.

Elementos de la comunicación EL MENSAJE: Enunciado enviado por el emisor y recibido por el receptor. Es el propósito que se va a transmitir, el producto real. Cuando hablamos, la conversación es el mensaje, Cuando escribimos, la escritura es el mensaje, Cuando dibujamos o pintamos, la imagen es el mensaje, Cuando hacemos gestos, las expresiones son el mensaje. EL CANAL: Medio físico por donde circula el mensaje. Es el medio a través del cual viaja el mensaje, los más comunes son: El aire para la palabra hablada y el papel para la escritura, pero también pueden intervenir cables y hondas eléctricas. RUIDO: Cualquier interferencia que, afectando a cualquiera de los demás elementos, produce el fracaso del acto de comunicación.

CONCEPTOS DE REDES Una red (en general) es un conjunto de dispositivos (de red) interconectados físicamente (ya sea vía alámbrica o vía inalámbrica) que comparten recursos y que se comunican entre sí a través de reglas (protocolos) de comunicación. Conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o más ordenadores o computadoras. Los usuarios de una red pueden compartir ficheros, impresoras y otros recursos, enviar mensajes electrónicos y ejecutar programas en otros ordenadores.

OBJETIVOS DE LAS REDES Compartir recursos: uno de sus objetivo es hacer que todos los programas, datos y equipo estén disponibles para cualquiera de la red que así lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario Proporcionar una alta fiabilidad: al contar con fuentes alternativas de suministro. Por ejemplo todos los archivos podrían duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Ahorro económico: Los ordenadores pequeños tienen una mejor relación costo / rendimiento, comparada con la ofrecida por las máquinas grandes Capacidad para aumentar el rendimiento del sistema en forma gradual: a medida que crece la carga, simplemente añadiendo mas procesadores.

ARQUITECTURA DE UNA RED ¿Cómo el nodo A se comunicará con el nodo B? Existen tres tipos de arquitecturas básicas que determinan cómo un nodo de una red se comunica con otro dentro de la misma red: MAESTRO/ESCLAVO: se refiere a una relación donde un simple nodo ("maestro") inicia y controla una sesión con uno o más dispositivos ("esclavos"). Originalmente diseñado para redes de computadoras mainframe dónde la mainframe era la computadora maestra y las terminales "tontas" eran las esclavas. La arquitectura maestro/esclavo no es muy comúnmente usada en redes modernas

ARQUITECTURA DE UNA RED PEER-To-PEER (p2p): En una red p2p, no hay servidores dedicados, y no existe una jerarquía entre los equipos. Todos los dispositivos conectados son iguales (peers). Cada dispositivo actúa como cliente y servidor, y no hay un administrador responsable de la red completa. El usuario de cada equipo determina los datos de dicho equipo que van a ser compartidos en la red. Las redes P2P resultan una buena elección para entornos en los cuales: Hay como máximo 10 usuarios Los usuarios comparten recursos, tales como archivos e impresoras, pero no existen servidores especializados La seguridad no es una cuestión fundamental La organización y la red sólo van a experimentar un crecimiento limitado en un futuro cercano

ARQUITECTURA DE UNA RED CLIENTE/SERVIDOR: se refiere a una relación donde servidores dedicados le dan soporte a los clientes que están conectados a ellos. Las comunicaciones cliente servidor son comúnmente encontradas en redes grandes, de alto desempeño, multiplataformas donde la seguridad es una prioridad. EXISTEN POR LO TANTO » Servidores de archivos » Servidores de impresión » Servidores de aplicaciones » Servidores de correo, web,... » Servidores de fax » Servidores de comunicaciones » Servidores de servicios de directorio » etc.

Clasificación de las redes informáticas Las redes informáticas se clasifican de acuerdo a diversos criterios. Algunos de ellos son: Extensión geográfica. Topología. Relaciones lógicas.

Extensión geográfica. Redes LAN: LOCAL AREA NETWORK Redes informáticas cuyos nodos están físicamente ubicados dentro de extensiones geográficas pequeñas. Ejemplos: La red informática de una oficina, de un piso o de un edificio. Pueden utilizar medios físicos o inalámbricos. Suelen incluir dispositivos de comunicación tales como: HUB, Switch y Routers.

MAN (red de área metropolitana) Una red de área metropolitana es un sistema de interconexión de equipos informáticos distribuidos en una zona que abarca diversos edificios, pertenecientes a la misma organización propietaria de los equipos y utilizando medios de enlace de diferentes características.

Redes WAN (Wide Area Network) Redes informáticas cuyos nodos están físicamente ubicados dentro de extensiones geográficas grandes. Ejemplos: Una red informática con nodos distribuidos en un país o en el mundo. Pueden utilizar medios físicos o inalámbricos. Pueden estar formadas por redes LAN interconectadas a través de dispositivos tales como: MODEM, Router, Gateway y Bridge.

Clasificación de las redes informáticas: Según su extensión geográfica Otras redes Recientemente se han popularizado otros tipos de redes informáticas, tales como: Redes HAN: Home Area Network, para redes que abarcan los equipos existentes en una casa. Redes PAN: Personal Area Network, para redes que abarcan los equipos de una persona.

Clasificación de las redes informáticas: Según su topología Se llama topología de una Red al patrón de conexión entre sus nodos, es decir, a la forma en que están interconectados los distintos nodos que la forman, ya sean computadoras, impresoras, servidores, hubs, switches, enrutadores, etc. CRITERIOS A LA HORA DE ELEGIR UNA TOPOLOGÍA DE RED:   Buscar minimizar los costos de encaminamiento (necesidad de elegir los caminos más simples entre el nodo y los demás) Tolerancia a fallos o facilidad de localización a estos. Facilidad de instalación y reconfiguración de la red. TIPOS DE TOPOLOGÍA Topología física: es la disposición real de los cables o medios. Topología lógica: define la forma en que los hosts acceden a los medios para enviar datos.

Clasificación de las redes informáticas: Según su topología Topología de ducto (bus): Una topología de ducto o bus está caracterizada por una dorsal principal con dispositivos de red interconectados a lo largo de la dorsal. Ventajas: Permite aumentar o disminuir fácilmente el número de estaciones. El fallo de cualquier nodo no impide que la red siga funcionando normalmente, lo que permite añadir o quitar nodos sin interrumpir su funcionamiento. Desventajas: Cualquier ruptura en el bus impide la operación normal de la red y la falla es muy difícil de detectar. El control del flujo de información presenta inconvenientes debido a que varias estaciones intentan transmitir a la vez y existen un único bus, por lo que solo una estación logrará la transmisión.

Topología en Estrella En una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés) o a un conmutador de paquetes (swicth en inglés). Cada computadora se conecta con su propio cable (típicamente par trenzado) a un puerto del hub o switch Ventajas: Presenta buena flexibilidad para incrementar el número de equipos conectados a la red. Si alguna de las computadoras falla el comportamiento de la red sigue sin problemas, sin embargo, si el problema se presenta en el controlador central se afecta toda la red. El diagnóstico de problemas es simple, debido a que todos los equipos están conectados a un controlador central. Desventajas: No es adecuada para grandes instalaciones, debido a la cantidad de cable que deben agruparse en el controlador central. Esta configuración es rápida para las comunicaciones entre las estaciones o nodos y el controlador, pero las comunicaciones entre estaciones es lenta.

Topología de anillo Una topología de anillo conecta los dispositivos de red uno tras otro sobre el cable en un círculo físico. La topología de anillo mueve información sobre el cable en una dirección y es considerada como una topología activa. Las computadoras en la red retransmiten los paquetes que reciben y los envían a la siguiente computadora en la red. El acceso al medio de la red es otorgado a una computadora en particular en la red por un "token" o testigo. El token circula alrededor del anillo y cuando una computadora desea enviar datos, espera al token y posiciona de él. La computadora entonces envía los datos sobre el cable. La computadora destino envía un mensaje (a la computadora que envió los datos) de que fueron recibidos correctamente. La computadora que transmitió los datos, crea un nuevo token y los envía a la siguiente computadora, empezando el ritual de paso de token o estafeta (token passing) nuevamente.

Topología de malla La topología de malla (mesh) utiliza conexiones redundantes entre los dispositivos de la red así como una estrategia de tolerancia a fallas. Cada dispositivo en la red está conectado a todos los demás (todos conectados con todos). Este tipo de tecnología requiere mucho cable (cuando se utiliza el cable como medio, pero puede ser inalámbrico también). Pero debido a la redundancia, la red puede seguir operando si una conexión se rompe. Las redes de malla, obviamente, son más difíciles y caras para instalar que las otras topologías de red debido al gran número de conexiones requeridas.

Red en árbol Topología de red en la que 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. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones. Desventajas Se requiere mucho cable. La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. Es más difícil su configuración. Ventajas Cableado punto a punto para segmentos individuales. Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware. Facilidad de resolución de problemas

Red Inalámbrica Wi-Fi: WiFi, es una marca y también la sigla utilizada por la compañía que la creo para referirse a una tecnología de redes inalámbricas (se ha usado el término como Wireless Fidelity (Wi-Fi) por la misma compañía, que literalmente significa Fidelidad inalámbrica, aunque en estricto rigor no significa nada en especial, sino que la marca es un juego de palabras que sugiere esta alta fidelidad, ideada como un buen nombre para la tecnología). Consiste en estándares para redes que no requieren de cables, y que funcionan en base a ciertos protocolos previamente establecidos.

TOPOLOGIAS LOGICAS  La topología lógica de una red es la forma en que los hosts se comunican a través del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast y transmisión de tokens. La topología broadcast: simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. No existe una orden que las estaciones deban seguir para utilizar la red. Es por orden de llegada, es como funciona Ethernet. La topología transmisión de tokens: La transmisión de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, ese host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host y el proceso se vuelve a repetir