Tipos de Redes y comunicación entre computadores

Comunicación

Se llama comunicación al proceso telemático por el cual se transporta información, sabiendo que ésta viaja sobre una señal que se transmite.

Telemática

Servicio de telecomunicaciones que permite transmitir datos informatizados a distancia. Las redes empezaron a ser populares cuando su relación precio/rendimiento ofrecía importantes ventajas frente a los inframes o grandes sistemas informáticos. El objetivo de las redes es compartir información y dispositivos.

Evolución de los sistemas de comunicaciones. Lo principal en los sistemas de comunicaciones es el acceso a la información remota. Actualmente las redes están funcionando en el aspecto financiero, cada vez más gente maneja sus cuentas bancarias y sus inversiones desde el computador. Además, en la actualidad a través de las redes también se accede a información de todo tipo en el ámbito mundial. En la misma línea tenemos la comunicación interpersonal. También en el aspecto comercial, el coste de las redes ha permitido introducirlas en pequeños negocios que hasta ahora utilizaban sistemas monousuario. Sistema de comunicación de datos. En todo proceso de comunicación intervienen varios elementos, como son el emisor y el receptor, los transductores y el canal por el cual se transmite la información. El emisor es el elemento terminal de la comunicación, que se encarga de proporcionar la información, mientras el receptor es el elemento terminal que la recibe.

Cada emisor es inseparable de su receptor, aunque puede que haya múltiples emisores para múltiples receptores. Los transductores son unos dispositivos encargados de transformar la naturaleza de la señal, como: el micrófono, auricular o módem. El canal es el elemento que se encarga de transportar la señal sobre la que viaja la información entre emisor y receptor. Cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales. Un canal viene definido por sus propiedades físicas, que son: la naturaleza de la señal que puede transmitir, la velocidad de transmisión, el ancho de banda, el nivel de ruido (interferencias), longitud y modo de inserción de emisores y receptores en el canal.

Moduladores y codificadores. Aunque la señal sea la adecuada para un canal, en ocaciones son necesarios los moduladores, que convierten señales analógicas en digitales y viceversa (módem) y los codificadores (codec), que se encargan de codificar y decodificar las señales. Puede haber otros elementos en la comunicación, por ejemplo, codificadores que se encargan de restaurar la señal  analógica, devolviéndole su amplitud original, paliando la atenuación.

• Repetidores: Tienen como misión la regeneración de las señales digitales. No se trata de una amplificación sino de la reconstrucción de la señal con una forma semejante a la original.
• Distribuidores y concentradores: Son los encargados de repartir y agrupar las señales eléctricas entre diversos emisores y receptores.
• Conmutadores: Son los dispositivos encargados de establecer un canal de comunicación adecuado. Por ejemplo, las centrales telefónicas de comunicación.
• Antenas: Dispositivos que permiten que una señal eléctrica se propague por un canal inalámbrico y viceversa.

Organismos de normalización

Las organizaciones de normalización definen las características físicas y operativas de los equipos de conexión de redes y comunicaciones, los sistemas operativos y el software. Los fabricantes que siguen estas normas pueden crear productos que funcionen con los servicios y productos de otros fabricantes. 

Una norma de factor es aquella que se ha hecho popular sin la intervención de ningún organismo de normalización. Por ejemplo, el PC (compatible IBM) y los modems (compatibles Hayes). El producto llega a ser tan popular, que los demás fabricantes crear productos que colaboren y compitan con él. Organismos internacionales de normalización.

• Ccitt:Comité Consultivo Internacional para Telegrafía y telefonía. Es un comité que pertenece a una asociación de la Onu, llamado Unión Internacional de Telecomunicaciones (Itu). Su misión es estudiar, recomendar y normalizar soluciones técnicas y operacionales en el campo de las telecomunicaciones. Este comité estudia servicios, mantenimiento, tarifación, etcétera, y hecho esto realizan propuestas y recomendaciones que, aunque no son vinculantes, si son aprobadas por algunos países.

Las recomendaciones se dividen en serie V, que cubren la transmisión sobre redes telefónicas y definen las comunicaciones por módem; y la serie X, que cubre la normativa de interconexión de Sistemas Abiertos (Osi).

Normas de Ccit serie V

• V. 22. Norma para modem de 1.200 bits/ segundo
• V.200 bis. Para 2.400 bits/s
• V.28. Define la circuitería de la interface
• RS-232, utilizada en las impresoras en paralelo con puerto DB25
• V.32. Norma para transmisión asíncrona y síncrona a 4.800 y 9.600 bits/s

Normas de la serie X

• X.200 es el modelo de referencia OSI
• X.400 gestión de mensajes (correo electrónico)

ISO

La Organización internacional para la estandarización tiene el objetivo de promover y desarrollar normas para el intercambio internacional. Es responsable del desarrollo y mantenimiento del modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos. Estas normas fomentan los entornos abiertos de conexión de red que permiten a los sistemas de computadores de múltiples fabricantes comunicarse unos con otros mediante el uso de protocolos que los miembros de ISO han aceptado internacional-mente. Los miembros de ISo incluyen representantes de la mayoría de las principales organizaciones de normas en el nivel mundial.

ANSI

En el instituto internacional americano de estandarización. Es una organización que se dedica a definir normas de código y esquemas de señalización en USA y lo representa en la ISO y en la Ccitt.

IEEE

Es el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos. Cuenta con un grupo cuya misión es elaborar estándares en todo lo referente a ingeniería y computación. El IEEE es el que ha elaborado el estándar 802 para redes de área local, cuya existencia es trascendental para estas redes; este estándar fue adoptado por la ISO para crear la ISO-8802. Además, esta organización realiza multitud de conferencias y edita revistas especializadas.

ASCII

Es el código normalizado americano para el intercambio de información. En computación, un esquema que asigna valores numéricos a las letras, números, signos de puntuación y algunos otros carácteres, dividisos en dos conjuntos: estándar y extendido, de 128 cada uno. Estos conjuntos representan todas las combinaciones posibles de 7 u 8 bits, siendo esta última el número de bits de un byte. Los carácteres ASCII se dividen en: 

• (Primeros 32) Códigos de control de comunicaciones y de impresora
• (96 siguientes) Signos de puntuacion corrientes, dígitos del cero al nueve y letras mayúsculas y minúsculas del alfabeto latino
• (128 del ASCII extendido). Conjuntos de caracteres que varían según los fabricantes de computadores. Estos códigos ya no son intercambiables automáticamente.

Tipos de conexiones directas

• Conexiones punto a punto: Enlace de comunicación enre dos objetos finales o sistemas de computadores en una red informática. El enlace puede ser dedicado (permanentemente) o temporal.
• Conexiones multipunto: En estas se conectan múltiples dispositivos al enlace, que se ramifican desde un único punto. Generalmente, el dispositivo que proporciona la conexión es unj controlador inteligente, que manejan el flujo de información de los múltiples dispositivos unidos a ella.

Redes de comunicación

Una red de computadores es una red de comunicación de datos que enlaza dos o más computadores y dispositivos o periféricos. Cuando se pretende unir entre si un gran número de usuarios, resulta difícil por cuestiones fundamentalmente económicas la unión de todos con todos en forma directa. Por tanto, para conseguir un número importante de usuarios se establece una red de comunicación que permita compartir los correspondientes recursos, y así el coste y utilización tendrán un mayor avance.
Otro sistema es el de los mainframes (sistemas grandes). Computador central (llamado host) y terminales  ("tontos") formados por teclado y pantalla de texto que transmite al host caracteres ASCII. Tanmbién podrían ser impresoras. Pero hoy día es un computador a la que se le conecta un equipo de comunicación de datos, el cual proporciona una conexión de ida y vuelta a una red de comunicación.

Elementos de la red

Una red de computadores consta de hardware y de software. El primero es un conjunto de tarjetas de red y el cable que las une. Los componentes del software incluyen sistemas operativos, protocolos de comunicación y controladores (drivers) para las tarjetas de red.

• Tarjetas de red: Son adaptadores instalados en el computador que ofrecen un punto de conexión a la red.
• Sistema de cableado: Es el medio que conecta a los equipos que pertenecen a la red.
• Sistema operativo de red: En una red entre iguales se ejecuta el mismo sistema operativo con el soporte de conexión de red incorporado. Esto permite que los usuarios compartan archivos y periféricos o recursos.
• Servidores de comunicaciones: Permiten que los otros computadores se conecten con el exterior a través de él.
• Servidor de correo electrónico: Al que acuden los programas cliente, ofrece servicios de correo electrónico corporativo (interno de la red) o externo.
• Servidor de base de datos: Una base de datos es un sistema que gestiona la información ordenada por tablas en un registro.
• Servidor de copias de seguridad: En sistemas grandes.

Topologías de red

La topología de red describe la distribución física de la red. Existen tres tipos de topología:

• En bus: Todas las estaciones se conectan a un único medio bidireccional, lineal o bus, con puntos de terminación muy definidos. cuando una estación transmite, la señal se propaga a ambos lados del emisor, a través del bus hacia todas las estaciones conectadas al mismo. A este bus se le llama también canal de difusión. Por ejemplo, en una red local bajo Windows 9x con n computadores son necesarios n-1 cables coaxiales, 2 terminales, 2n-2 conectores RG-58, n tees y n tarjetas de red adecuadas. Otra posibilidad;: con un concentrador (hub), n cables de par trenzado, 2n conectores RJ-45, n tarjetas de red adecuadas.

Ventajas 

La mayor parte de los elementos del bus son elementos pasivos, eso es, todos los elementos activos se encuentran en las estaciones (equipos conectados), por lo cual una avería en una estación no afecta más que a ella misma; otra ventaja es la modularidad, es decir, la facilidad de añadir o quitar estaciones, y el coste del cableado.

Inconvenientes

En este tipo de redes, si falla el propio bus, queda afectado un tramo de la red o toda ella.

• En anillo: Consiste en una serie de repetidores conectados entre sí mediante un único enlace de transmisión unidireccional que configura un camino cerrado. La información se transmite en forma secuencial de un repetidor a otro a lo largo del anillo.

Ventajas

Permite un control eficaz debido a que en cada momento se puede conocer en que tramo está circulando la señal.

Inconvenientes

Falta de viabilidad, ya que un fallo en la red inhabilitará todas las estaciones.

• En estrella: Todas las estaciones están conectadas mediante enlaces bidireccionales a una estación o nodo central que controla la red. Este nodo asume las funciones de gestión y control de las comunicaciones, proporcionando un camino entre las dos estaciones que deseen comunicarse.

Ventajas

El acceso a la red, esto es, la decisión de cuando una estación de trabajo puede o no transmitir se halla bajo control de la estación central. Otra ventaja es la flexibilidad en cuanto a la configuración y re-configuración, así como la localización y control de fallos al estar todo el control en nodo central.

Inconvenientes

Si falla el nodo central, toda la red queda fuera de servicio. El coste de uniones físicas es muy elevado, debido a que cada estación está unida a la central por una línea individual, y además las velocidades de transmisión son bajas.

Clasificación de redes con base en su ámbito de influencia

Las redes también se pueden clasificar con base en su ámbito de influencia. Según este criterio, se pueden clasificar en tres grandes grupos.

• Lan (Local Area Network): Redes de área local. La longitud entre nodos más distantes no debe exceder los 5 kilometros.
• Man (Metropolitan Area Network): Redes de área metropolitana.
• Wan (Wide Area Network): redes de área extensa o amplia.

El Lan

Es un conjunto de elementos físicos y lógicos que proporcionan interconexión en un área privada y restringida. Por tanto, tiene entre otras las siguientes características:

• Restricción geográfica: Tiene el ámbito de una oficina, la planta de un edificio o un campus universitario; dependiendo de la tecnología con la que esté construido. La velocidad de transmisión debe ser relativamente elevada.
• Debe ser privada: Toda la red debe pertenecer a la misma organización.
• Fiabilidad en las transmisiones: La tasa de error debe ser baja, consiguiéndose así redes muy seguras.

En cuanto a la funcionalidad de una Lan, este debe proporcionar los servicios de comunicación más comunes, que refieren a compartir recursos por parte de los usuarios de la red. Hay dos formas fundamentales para la conexión de computadores personales: la más básica consiste en hacer de todos los computadores pongan sus recursos a disposición de los demás. Bajo esta concepción de red, ningún computador está privilegiado; todos tienen las mismas funciones. Esto se llama red peer to-peer. Un segundo modo de organizar una red consiste en privilegiar al menos uno de los computadores, confiriéndole capacidades añadidas en forma de servicios. Estos computadores se llamarán servidores. 

El resto de los computadores de la red solicitan servicios a aquellos, que están especializados en la función para la que fueron diseñados, creando así una estructura centralizada en la red. Normalmente, los servidores de red llevan incorporado un sistema de cuentas y contraseñas de entrada que restringe los accesos indebidos de usuarios no autorizados o limitan el acceso a los autorizados. Entre los servidores se pueden destacar el servidor dedicado a extinguir y el servidor de impresión.

Wan

Redes de área extensa o extendida: Es una red que intercomunica equipos en un área geográfica muy extensa. Las líneas de transmisión que utilizan son normalmente propiedad de las compañías telefónicas. La capacidad de transmisión de estas líneas suele ser menor que las de una Lan. Por ejemplo, la Rdsi, los bancos, Infovía, Red 1.

Funcionalidad de una Wan: Los protocolos en la Wan pueden estar o no orientados a la conexión. Es decir, según el protocolo y el servicio solicitado, habrá que efectuar una llamada o no. En general; la mayor parte de los servicios proporcionados por las Wan son distribuidos. Además, estas redes pueden interconectar redes de área local de tipos diferentes. Por ejemplo, Infovía, redes de frame relay, redes ATM.

Man

Las redes metropolitanas siguen estándares entre las Lan y la Wan. Una Man es una red de distribución de datos para un área geográfica en el entorno de una ciudad, como en un polígono industrial. Su tasa de error es intermedia entre Lan y Wan. Es menor que en una Lan pero no llega a los niveles de una Wan. Por ejemplo, televisión por cable en Marín.

Funcionalidad: El IEEE ha propuesto la norma 802,6 como estándar para este tipo de redes. Esta normativa propuso inicialmente velocidades de transferencia desde 34 MGb/s hasta 155 MGB/s.