TEMA 1. FUNDAMENTOS DE REDES.

1.1 Concepto de red, su origen.

Una red es un grupo de computadoras que se pueden comunicar entre si, compartir datos,programas información, etc.
Las computadoras en red pueden comunicarse vía hardware y software.
El hardware es el que permite que las computadoras se comuniquen físicamente, utilizando lineas telefónicas, fibra óptica, routers y las computadoras entre si.
El software es el que permite utilizar el hardware para la comunicación y compartir información.

Origen

Se ha dicho que la guerra ha contribuido a desarrollar invenciones que luego resultaron útiles para la Humanidad e Internet es buen ejemplo. Internet tiene su origen en 1968 cuando el Pentágono a través de su DARPA (Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación de la Defensa de EE.UU.) financió un proyecto para desarrollar un mecanismo de comunicación que sobreviviera a un conflicto, el proyecto fue bautizado como ARP Anet.

Hasta entonces el sistema de comunicaciones norte-americano era demasiado vulnerable ya que usaba un sistema basado en la comunicación telefónica (Red Telefónica Conmutada, RTC), y por tanto, en una tecnología denominada de conmutación de circuitos, (un circuito es una conexión entre llamante y llamado), que establece enlaces únicos y en número limitado entre importantes nodos o centrales, con el consiguiente riesgo de quedar aislado parte del país en caso de un ataque militar sobre esas arterias de comunicación.

1.2 Clasificación de redes

1.2.1 Redes de acuerdo a su Tecnología de interconexion.

LAN

Red de Área Local: da la posibilidad de que los PC,s compartan entre ellos programas, informacion, recursos como, por ejemplo, impresoras,escáners, etc. Para que ocurra el proceso de intercambiar informacion los PC´s deben estar cerca geográficamente.

MAN
Red de Area Metropolitana: una red MAN es mas segura que una WAN, su alcance no llega mas de los 50km de diametro,es una red de alta velocidad(banda ancha), puede transmitir vídeos e imágenes.
Una red MAN puede ser publica o privada como, por ejemplo:
MAN PRIVADA: Un departamento con edificios distribuidos por la ciudad.
MAN PUBLICA: Instalada en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda ancha a sus clientes localizados en esta área geográfica.

WAN
Red de Área Amplia o Red de Área Extensa: capaz de dar servicio a un País o Continente, puede llegar a utilizar enlaces de satélites, fibra óptica, aparatos de rayos infrarrojos.
Algunas desventajas que tiene esta red son:
-Los equipos deben poseer gran cantidad de memoria si se quiere que el acceso sea rapido.
-Ay poca seguridad en las computadoras(infección de virus, eliminación de programas, etc).





1.2.2 Redes de acuerdo a su tipo de conexión

Conexiones Físicas:
Permiten a las computadoras transmitir y recibir señales directamente. Las conexiones físicas están definidas por el medio empleado, pueden ser desde cables hasta satélites, para transmitir la señal, pueden transmitir desde textos, imágenes y hasta sonidos y vídeos.

Conexiones Lógicas o Virtuales:
Las conexiones lógicas son creadas por los protocolos de red y permiten compartir datos a través de la red entre aplicaciones correspondientes a computadoras de distinto tipo, algunas conexiones lógicas emplean software de tipo cliente-servidor y están destinadas principalmente a compartir archivos e impresoras.

                                  

1.2.3 Redes de acuerdo a su relación.

1.2.3.1 Redes de Igual a Igual
Es la forma mas sencilla de red, todos los equipos pueden ser cliente y servidor al mismo tiempo.

Ejemplo:

Red formada por cuatro computadoras, cada una de estas puede ser cliente y/o servidor de las otras tres. Pueden compartir alguno de sus dispositivos(discos duros,impresoras y modems) e intercambiar archivos con la red. Estas redes son perfectas para el ámbito domestico o pequeñas oficinas con pocos ordenadores.
Ventajas:

-Son fáciles de manejar.

-Costos reducidos.

Desventajas:

-Falta de seguridad.
-Los archivos compartidos pueden contener virus.
-Las redes de igual a igual son relativamente fáciles de instalar, de operar y son efectivas con menos de diez ordenadores.

1.3 Descripción del Modelo OSI

El Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos, conocido mundialmente como Modelo OSI (Open System Interconnection), fue creado por la ISO (OrganizaciónEstándar Internacional) y en él pueden modelarse o referenciarse diversos dispositivos que reglamenta la ITU (Unión de Telecomunicación Internacional), con el fin de poner orden entre todos los sistemas y componentes requeridos en la transmisión de datos, además de simplificar la interrelación entre fabricantes. Así, todo dispositivo de cómputo y telecomunicaciones podrá ser referenciado al modelo y por ende concebido como parte de un sistema interdependiente con características muy precisas en cada nivel.

El Modelo OSI cuenta con 7 capas o niveles:

Nivel de Aplicación

Nivel de Presentación

Nivel de Sesión

Nivel de Transporte

Nivel de Red

Nivel de Enlace de Datos

Nivel Físico

1.3.2 Proceso De Encapsulamiento de Datos

Todas las comunicaciones de una red parten de un origen y se envían a un destino. La información que se envía a través de una red se denomina datos o paquetes de datos. Si un computador (host A) desea enviar datos a otro (host B), en primer término los datos deben empaquetarse a través de un proceso denominado encapsulamiento.

El encapsulamiento rodea los datos con la información de protocolo necesaria antes de que se una al tránsito de la red. Por lo tanto, a medida que los datos se desplazan a través de las capas del modelo OSI, reciben encabezados, información final y otros tipos de información. Las redes deben realizar los siguientes cinco pasos de conversión a fin de encapsular los datos:

 1. Crear los datos: Cuando un usuario envía un mensaje de correo electrónico, sus caracteres alfanuméricos se convierten en datos que pueden recorrer la internetwork. 

2. Empaquetar los datos para ser transportados de extremo a extremo: Los datos se empaquetan para ser transportados por la internetwork.

 3. Agregar la dirección de red IP al encabezado: Los datos se colocan en un paquete o datagrama que contiene un encabezado de paquete con las direcciones lógicas de origen y de destino. 

4. Agregar el encabezado y la información final de la capa de enlace de datos: Cada dispositivo de la red debe poner el paquete dentro de una trama.

La trama le permite conectarse al próximo dispositivo de red conectado directamente en el enlace. Cada dispositivo en la ruta de red seleccionada requiere el entramado para poder conectarse al siguiente dispositivo. Realizar la conversión a bits para su transmisión. La trama debe convertirse en un patrón de unos y ceros (bits) para su transmisión a través del medio. 

1.4 Topologías de Redes

Bus
Red cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.
Ventajas:
*Es económica.
*Fácil de instalar.
Desventajas:
*Tiene un límite de computadoras.
*Colisión en el cable.

Estrella
Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste. Los dispositivos no están directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de información. Tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco. Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes.

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 salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. 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.

Malla
Cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Anillo
Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación.