COMPONENTES DE UNA RED INFORMÁTICA

Servidor.- Es una computadora que, formando parte de una red, provee servicios a otras computadoras denominadas clientes. También se suele denominar con la palabra servidor a Una aplicación informática o programa que realiza algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que realizan tareas en beneficio directo del usuario final.

Estaciones de Trabajo.- Cuando una computadora se conecta a una red, la primera se convierte en un nodo de la última y se puede tratar como una estación de trabajo o cliente. Las estaciones de trabajos pueden ser computadoras personales, se encargan de sus propias tareas de procesamiento, así que cuanto mayor y más rápido sea el equipo, mejor.

Tarjeta de conexión a la red.- Toda computadora que se conecta a una red necesita de una tarjeta de interfaz de red que soporte un esquema de red específico, como Ethernet, ArcNet o Token Ring. El cable de red se conectara a la parte trasera de la tarjeta, la compatibilidad a nivel físico y lógico se convierte en una cuestión relevante cuando se considera el uso de cualquier tarjeta de red. Hay que asegurarse que la tarjeta pueda funcionar en la estación deseada, y de que existen programas controladores que permitan al sistema operativo enlazarlo con sus protocolos y características a nivel físico. 

Repetidores.- Es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable. El término repetidor se creó con la telegrafía y se refería a un dispositivo electromecánico utilizado para regenerar las señales telegráficas. El uso del término ha continuado en telefonía y transmisión de datos.

Hubs.- es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.
Funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión, son la base para las redes de topología tipo estrella, existen 3 clases.
Pasivo.- No necesita energía eléctrica. Se dedica a la interconexión.
Activo.- Necesita alimentación. Además de concentrar el cableado, regeneran la señal, eliminan el ruido y amplifican la señal
Inteligente.-También llamados smart hubs son hubs activos que incluyen microprocesador.

Switch.- Es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red. 

Routers.- Es un enrutador, elemento que marca el camino más adecuado para la transmisión de mensajes en una red completa, este toma el mejor camino para enviar los datos dependiendo del tipo de protocolo que este cargado, cuenta con un procesador es el más robusto, tiene más procesadores y mucha más capacidad en sus respectivas memorias, Sus características esenciales son

•  Es un dispositivo Inteligente
•   Procesa y toma decisiones
•    Genera tabla de enrutamiento (conoce si sus Routers vecinos están en funcionamiento).
•    Siempre toma una dirección Lógica.
•  Tiene varias interfaces (sirven para interconectarse con las redes LAN u otros Routers).
•  Reconoce las redes que tiene directamente conectadas
•  Mantiene una actualización constante de la topología (depende del protocolo).
•   LOAD 1/255 entre menor sea el numerador esta mas ocupado.
•   RALY 255/255 entre mayor sea el numerador es más confiable y seguro.

Firewall.- Es un elemento de seguridad que filtra el tráfico de red que a él llega, con un cortafuegos se puede aislar un ordenador de todos los otros ordenadores de la red excepto de uno o varios que son los que nos interesa que puedan comunicarse con él.   

Cableado.- Los tipos de cableado de red más populares son: par trenzado, cable coaxial y fibra óptica, además se pueden realizar conexiones a través de radio o microondas, dependiendo el tipo de red y los requerimientos de la misma, velocidad y longitud se debe considerar el tipo de cable a utilizar

Par Trenzado.- Consiste en dos hilos de cobre trenzado, aislados de forma independiente y trenzados entre sí. El par está cubierto por una capa aislante externa. Entre sus principales ventajas tenemos: 

·                     Es una tecnología bien estudiada

·                     No requiere una habilidad especial para instalación

·                     La instalación es rápida y fácil

·                     La emisión de señales al exterior es mínima.

·                     Ofrece alguna inmunidad frente a interferencias, modulación cruzada y corrosión. 

Cable Coaxial.- Se compone de un hilo conductor de cobre envuelto por una malla trenzada plana que hace las funciones de tierra. Entre el hilo conductor y la malla hay una capa gruesa de material aislante, y todo el conjunto está protegido por una cobertura externa, está disponible en dos espesores: grueso y fino.

El cable grueso soporta largas distancias, pero es más caro, el cable fino puede ser más práctico para conectar puntos cercanos, el cable coaxial ofrece las siguientes ventajas: 

·                     Soporta comunicaciones en banda ancha y en banda base.

·                     Es útil para varias señales, incluyendo voz, video y datos.

·                     Es una tecnología bien estudiada.

Fibra óptica.- Esta conexión es cara, permite transmitir la información a gran velocidad e impide la intervención de las líneas, como la señal es transmitida a través de luz, existen muy pocas posibilidades de interferencias eléctrica o emisión de señal, el cable consta de dos núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que refractan la luz de forma distinta. La fibra está encapsulada en un cable protector, ofrece las siguientes ventajas: 

·                     Alta velocidad de transmisión

·                     No emite señales eléctricas o magnéticas, lo cual redunda en la seguridad  

·                     Inmunidad frente a interferencias y modulación cruzada.  

·                     Soporta mayores distancias

Software.-: En el software de red se incluyen programas relacionados con la interconexión de equipos informáticos, es decir, programas necesarios para que las redes de computadoras funcionen. Entre otras cosas, los programas de red hacen posible la comunicación entre las computadoras, permiten compartir recursos (software y hardware) y ayudan a controlar la seguridad de dichos recursos. 

Sistema operativo de red.- Después de cumplir todos los requerimientos de hardware para instalar una RED, se necesita instalar un sistema operativo de red (Network OperatingSystem, NOS), que administre y coordine todas las operaciones de dicha red. Los sistemas operativos de red tienen una gran variedad de formas y tamaños, debido a que cada organización que los emplea tiene diferentes necesidades. Algunos sistemas operativos se comportan excelentemente en redes pequeñas, así como otros se especializan en conectar muchas redes pequeñas en áreas bastante amplias.
Los servicios que el NOS realiza son:
Soporte para archivos.- Esto es, crear, compartir, almacenar y recuperar archivos, actividades esenciales en que el NOS se especializa proporcionando un método rápido y seguro.
Comunicaciones.- Se refiere a todo lo que se envía a través del cable, la comunicación se realiza cuando por ejemplo, alguien entra a la red, copia un archivo, envía correo electrónico, o imprime.
Servicios para el soporte de equipo.- Aquí se incluyen todos los servicios especiales como impresiones, respaldos en cinta, detección de virus en la red, etc. 

Rack.- Por lo general, los racks (que también se conocen como cabinas o bastidores) se hallan en los centros de datos que disponen de muchos servidores. El correcto armado de la estructura es esencial para el funcionamiento de los equipos, ya que los cables deben organizarse de manera adecuada para lograr las conexiones.

Conectores y roseta: la roseta RJ45 es el conector que permite conectar el cable de red (de 8 hilos) a la PC. El conector RJ45 (RJ significa Registered Jack) es uno de los conectores principales utilizados con tarjetas de red Ethernet, que transmite información a través de cables de par trenzado. Por este motivo, a veces se le denomina puerto Ethernet.
La roseta sirve para transmitir voz o datos, permite transmitir información a través de cables de par trenzado.

Patch panel: también denominado bahía de rutas, es el elemento encargado de recibir todos los cables del cableado estructurado.

También se puede definir como paneles donde se ubican los puertos de una red o extremos (analógicos o digitales) de una red, normalmente localizados en un bastidor o rack de telecomunicaciones. Todas las líneas de entrada y salida de los equipos (computadoras, servidores, impresoras, entre otros) tendrán su conexión a uno de estos paneles.Sirve como organizador de las conexiones de la red, para que los elementos relacionados de la red de área local (LAN) y los equipos de conectividad puedan ser fácilmente incorporados al sistema, y además los puertos de conexión de los equipos activos de la red (switch, router, etcétera) no tengan daños por el constante trabajo de retirar e introducir los conectores en sus puertos.

Son paneles electrónicos utilizados en algún punto de una red informática o sistema de comunicaciones (analógico o digital) en donde terminan todos los cables de red.

Módem ​ es un dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas (modulación) y viceversa (des modulación), y permite así la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica o del cable módem.

Tu módem recibe la señal de Internet y la traduce para después enviarla en cuestión de segundos a todos tus dispositivos. Existen alternativas para transmitirla: alámbrica e inalámbricamente.

TOPOLOGIA DE RED

Una topología de red es la disposición de una red, incluyendo sus nodos y líneas de conexión.

Bus

Las redes de bus comúnmente utilizaban cable coaxial como medio de comunicación, las computadoras se contaban al ducto mediante un conector BNC en forma de T. En el extremo de la red se ponía un terminador (si se utilizaba un cable de 50 ohm, se ponía un terminador de 50 ohms también). Eran muy susceptibles a quebraduras de cable coaxial, conectores y cortos en el cable que son muy difíciles de encontrar. Un problema físico en la red, tal como un conector T, puede tumbar toda la red.

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.

La topología de anillo es muy utilizada en redes CAN y MAN, en enlaces de fibra óptica (SONET, SDH) y FDDI en redes de campus.

Estrella

En una topología de estrella, las computadoras en la red se conectan a un dispositivo central conocido como concentrador (hub en inglés).

Debido a que la topología estrella utiliza un cable de conexión para cada computadora, es muy fácil de expandir, sólo dependerá del número de puertos disponibles en el hub o switch. La desventaja de esta topología es que si el hub falla, toda la red se cae.

Híbrida

El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de redes híbridas.

Anillo en estrella

Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.

Bus en estrella

El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.

Estrella jerárquica

Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

Árbol

Esta estructura se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de redes que alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha.

Trama

Esta estructura de red es típica de las WAN, pero también se puede utilizar en algunas aplicaciones de redes locales (LAN). Las estaciones de trabajo están conectadas cada una con todas las demás.

DIRECCONALIDAD DE DATOS

Cuando un equipo actúa como emisor en forma unidireccional se llama Simplex, si la información es bidireccional  pero solo un equipo transmite a la vez, es una red Half-Duplex  o Semi-Duplex, y si ambos equipos envían y reciben información  simultáneamente hablamos de una red Full Duplex.

Transmisión simplex

La transmisión simplex (sx) o unidireccional es aquella que ocurre en una dirección solamente, deshabilitando al receptor de responder al transmisor. Normalmente la transmisión simplex no se utiliza donde se requiere interacción humano-máquina. Ejemplos de transmisión simplex son: La radiodifusión (broadcast) de TV y radio, el paging unidireccional, etc.

Transmisión half-duplex

La transmisión half-duplex (hdx) permite transmitir en ambas direcciones; sin embargo, la transmisión puede ocurrir solamente en una dirección a la vez. Tanto transmisor y receptor comparten una sola frecuencia. Un ejemplo típico de half-duplex es el radio de banda civil (CB) donde el operador puede transmitir o recibir, no pero puede realizar ambas funciones simultáneamente por el mismo canal. Cuando el operador ha completado la transmisión, la otra parte debe ser avisada que puede empezar a transmitir.

Transmisión full-duplex

La transmisión full-duplex (fdx) permite transmitir en ambas dirección, pero simultáneamente por el mismo canal. Existen dos frecuencias una para transmitir y otra para recibir. Ejemplos de este tipo abundan en el terreno de las telecomunicaciones, el caso más típico es la telefonía, donde el transmisor y el receptor se comunican simultáneamente utilizando el mismo canal, pero usando dos frecuencias.

RELACIÓN FUNCIONAL

• REDES COMPARTIDAS:

Son aquellas en las que se une un gran número de usuarios compartiendo todas las necesidades de transmisión e incluso con transmisión de otra naturaleza.

• REDES EXCLUSIVAS:

Son aquellas que por motivo de seguridad o ausencia de otro tipo de red, conectan dos o más puntos de forma exclusiva.

• REDES PRIVADAS: 

Aquellas que son gestionadas por personas particulares, empresa u organizaciones de índole privado, en este tipo de red solo tienen acceso los terminales de los propietarios.

• REDES PÚBLICAS:

Aquellas que pertenecen a organismos estatales y se encuentran abiertas a cualquier usuario que lo solicite.       

TIPO DE CONEXIÓN

MÉTODO GUIADO Y NO GUIADO

Método guiado: Este tipo de conexión se lleva a cabo por medio de cables denominados UTP, Coaxial y Fibra Óptica. Los medios de transmisión guiados están constituidos por cables que se encargan de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro.

Las principales características de los medios guiados son:

• el tipo de conductor utilizado
•  la velocidad máxima de transmisión
•  las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores
•  la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas
•  la facilidad de instalación
• la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace

TIPOS DE CABLE

Cable de par trenzado

El cable de par trenzado consiste en un conjunto de pares de hilos de cobre, conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. 

                                                          

Cable Coaxial

El cable coaxial Conductor central rodeado por una capa conductora cilíndrica. Se emplea en sistemas troncales o de largo alcance que portan señales múltiplex con gran número de canales.

Fibra óptica

La fibra óptica es un enlace hecho con un hilo muy fino de material transparente de pequeño diámetro y recubierto de un material opaco que evita que la luz se disipe.

METODO NO GUIADO

Este tipo de conexión se lleva a cabo sin utilizar ningún tipo de cable por el cual fluyan los datos, de esta manera estas conexiones son básicamente: Ondas de radio, rayos infrarrojos,

WiMAX (acceso por microondas), Bluetooth, HomeRF y WiFi.

COBERTURA GEOGRÁFICA

TIPOS DE REDES POR SU COBERTURA GEOGRÁFICA

PAN (Personal Área Network - Red de Área Personal)

Definición:

Es una red que se utiliza para la comunicación entre los dispositivos de la PC que está cerca de la persona.
Su cobertura es de escasos metros.

Características principales:

• No tiene gran alcance.
• La conexión es de manera inalámbrica.
• Tiene una capacidad de 10 bps hasta 10 Mbps.
• Suele utilizarse para conectar dispositivos personales.

Ejemplos de dispositivos usados en PAN:

• Tableros electrónicos
• Agendas electrónicas
• Computadora
• Celulares

LAN  (Local Área Network - Red de Área Local)

Definición:

Estas redes vinculan computadoras que se hallan en un espacio físico pequeño, como una oficina o un edificio. La interconexión se realiza a través de un cable o de ondas.

Características principales:

• Tecnología Broadcast (difusión) con el medio de transmisión compartido.
• Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps y 1 Gbps.
• Extensión máxima no superior a 3 km (una FDDI puede llegar a 200 km)
• Uso de un medio de comunicación privado
• La simplicidad del medio de transmisión que utiliza (Cable coaxial, Cables telefónicos y Fibra óptica)
• La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el Hardware y el Software
• Gran variedad y número de dispositivos conectados
• Posibilidad de conexión con otras redes
• Limitante de 100 m, puede llegar a mas si se usan Repetidores.

Ejemplos de redes LAN:

• Una red domestica
• Una red de tienda
• Una red interna de oficina

CAN (Campus Área Network - Red de Area de Campus)

Definición:

 Es una red de computadoras que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, o una base militar.

Características principales:

• Prioridad de mensajes.
• Garantía de tiempos de latencia.
• Flexibilidad en la configuración.
• Recepción por multidifusión (multicast) con sincronización de tiempos.
• Sistema robusto en cuanto a consistencia de datos.
• Sistema multimaestro.
• Detección y señalización de errores.
• Retransmisión automática de tramas erróneas
• Distinción entre errores temporales y fallas permanentes de los nodos de la red, y desconexión autónoma de nodos defectuosos.

Ejemplos de redes CAN:

• Universidades
• Oficinas de gobierno
• Industrias 
• Centros militares 

MAN ((Metropolitan Área Network - Red de Área Metropolitana )

Definición:

Da cobertura en un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo. Una red de área metropolitana puede ser pública o privada.

Características principales:

• Son redes que se extienden sobre áreas geográficas de tipo urbano, como una ciudad, aunque en la práctica dichas redes pueden abarcar un área de varias ciudades.
• Son implementadas por los proveedores de servicio de Internet, que son normalmente los proveedores del servicio telefónico. 
• Las MAN normalmente están basadas en estándares SONET/SDH o WDM, que son estándares de transporte por fibra óptica.
• Son redes de alto rendimiento.
• Son utilizadas por los proveedores de servicio precisamente por soportar todas las tecnologías que se mencionan. 

Ejemplos de redes MAN:

• Una red entre sucursales (bancos, farmacias, etc).
• Una red municipal gubernamental.

WAN (Wide Área Network- Red de Área Amplia)

Definición:

Es el tipo de red informática que permite establecer comunicaciones entre áreas grandes entre unos 100 y unos 1000 Km.

Características principales:

• Cuentan con equipos diseñados para ofrecer la ejecución de programas de usuarios (hosts).
• Poseen una subred, en donde interconectan todos los hosts.
• Cuentan con divisiones entre líneas de transmisión y elementos de conmutación.
• Los enrutadores de este tipo de redes son, por lo general, ordenadores que forman parte de la subred WAN.

Ejemplo de red WAN:

• Internet