Redes De Computadoras

CONCEPTOS BASICOS DE REDES DE COMPUTADORAS

1.1 RED DE COMPUTADORAS

Conjunto de 2 o mas equipos conectados entre si, por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro medio de transporte de datos, y con ellos es posible la compartición de software y hardware.

1.1.1 SISTEMAS DISTRIBUIDOS

Son Sistemas cuyos componentes hardware y software, que están en ordenadores conectados en red, se comunican y coordinan sus acciones mediante el paso de mensajes, para el logro de un objetivo. Se establece la comunicación mediante un protocolo prefijado por un esquema cliente-servidor.

Características

• Concurrencia.- Esta característica de los sistemas distribuidos permite que los recursos disponibles en la red puedan ser utilizados simultáneamente por los usuarios que interactúan en la red.

• Carencia de reloj global.- Las coordinaciones para la transferencia de mensajes entre los diferentes componentes para la realización de una tarea, no tienen una temporización general, esta más bien distribuida a los componentes.

• Fallos independientes de los componentes.- Cada componente del sistema puede fallar independientemente, con lo cual los demás pueden continuar ejecutando sus acciones. Esto permite el logro de las tareas con mayor efectividad, pues el sistema en su conjunto continua trabajando.

Evolución

Procesamiento central (Host).- Uno de los primeros modelos de ordenadores interconectados, llamados centralizados, donde todo el procesamiento de la organización se llevaba a cabo en una sola computadora, normalmente un Mainframe, y los usuarios empleaban sencillos ordenadores personales.

Grupo de Servidores.- Otro modelo que entró a competir con el anterior, son ordenadores actuando como servidores, normalmente de archivos o de impresión, poco inteligentes para un número de Minicomputadores que hacen el procesamiento conectados a una red de área local.

• La Computación Cliente Servidor.- Este modelo, que predomina en la actualidad, permite descentralizar el procesamiento y recursos, sobre todo, de cada uno de los servicios y de la visualización de la Interfaz Gráfica de Usuario. Esto hace que ciertos servidores estén dedicados solo a una aplicación determinada y por lo tanto ejecutarla en forma eficiente.

1.1.2 MODELO CLIENTE/SERVIDOR

Sistema donde el cliente es una máquina que solicita un determinado servicio y se denomina servidor a la máquina que lo proporciona. Los servicios pueden ser:

• Ejecución de un determinado programa.

• Acceso a un determinado banco de información.

• Acceso a un dispositivo de hardware.

Es un elemento primordial, la presencia de un medio físico de comunicación entre las máquinas, y dependerá de la naturaleza de este medio la viabilidad del sistema.

• Lógica de aplicación.- Esta capa es la responsable del procesamiento de la información que tiene lugar en la aplicación.

• Base de datos.- Esta compuesta de los archivos que contienen los datos de la aplicación.

Arquitecturas Cliente / Servidor

• Arquitectura Cliente-Servidor de Dos Capas.- Consiste en una capa de presentación y lógica de la aplicación; y la otra de la base de datos. Normalmente esta arquitectura se utiliza en las siguientes situaciones:

 Cuando se requiera poco procesamiento de datos en la organización.

 Cuando se tiene una base de datos centralizada en un solo servidor.

 Cuando la base de datos es relativamente estática.

 Cuando se requiere un mantenimiento mínimo.

1.2 TIPOS DE REDES

1.2.1 REDES DE DIFUSION

Las redes de difusión tienen un solo canal de difusión compartido por todas las máquinas de la red. Los mensajes cortos (paquetes) que envía una máquina son recibidos por todas las demás. Un campo de dirección dentro del paquete especifica a quien se dirige. Al recibir un paquete, una máquina verifica el campo de dirección. Si el paquete está dirigido a ella, lo procesa; si está dirigido a otra máquina lo ignora.

Los sistemas de difusión generalmente también ofrecen la posibilidad de dirigir un paquete a todos los destinos colocando un código especial en el campo de dirección. Cuando se transmite un paquete con este código, cada máquina lo recibe y lo procesa. Este modo de operación se le llama difusión (broadcasting).

Las redes de difusión se dividen en estáticas y dinámicas, dependiendo de cómo se asigna el canal. Una asignación estática típica, divide los intervalos discretos y ejecuta un algoritmo de asignación cíclica, permitiendo a cada máquina trasmitir únicamente cuando llega su turno. La asignación estática, desperdicia la capacidad del canal cuando una máquina no tiene nada que decir durante su segmento asignado, por lo que muchos sistemas intentan asignar el canal dinámicamente.

Los métodos de asignación dinámica, pueden ser centralizados o descentralizados. En el método de asignación de canal centralizado hay una sola entidad, la cual determina quien es la siguiente. En el descentralizado no existe una unidad central, cada máquina debe decidir por sí misma si transmite o no.

1.2.2 REDES PUNTO A PUNTO

Las redes punto a punto consisten en muchas conexiones entre pares individuales de máquinas. Para ir del origen al destino, un paquete en este tipo de red puede tener que visitar primero una o más máquinas intermedias.

Como regla general, las redes pequeñas geográficamente localizadas tienden a usar la difusión, mientras que las redes más grandes suelen ser punto a punto.

Un enlace punto a punto resulta apropiado para organizaciones con pocas localizaciones y velocidades de transmisión constantes. Sin embargo, la principal desventaja es la pérdida de ancho de banda por mala utilización lo cual es casi inevitable por la propia naturaleza del tráfico a ráfagas tan común de las aplicaciones actuales.

1.2.3 REDES DE AREA LOCAL (LAN)

Las redes de área local, generalmente llamadas LAN, son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio o campus de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Se usan ampliamente para conectar computadoras con objeto de compartir de compartir recursos e intercambiar información.

Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por tres características:

• Su tamaño.

• Su tecnología de transmisión.

• Su topología.

Las LAN usan una tecnología de transmisión que consiste en un cable sencillo al cual están conectadas todas las máquinas. Tradicionalmente operan a velocidades de 10 a 100 Mbps. Y la transmisión puede ser variada; dos de ellas son BUS y ANILLO, mostradas en la figura.

Las LAN con ancho de banda compartido, tienen que competir para poder acceder al medio y los protocolos para esta función son los denominados MAC (Medium Access Control).

La aparición de las LAN en los años ochenta significó un salto discontinuo en la evolución de las comunicaciones. La llegada de tecnologías de medio compartido (Token Ring y Ethernet) supuso una revolución de lo que hasta entonces se había entendido por networking. De una topología centralizada (estrella) se pasó a otra totalmente distribuida. Las LAN contaban a su favor con una mayor flexibilidad y una gran capacidad de proceso per cápita.

1.2.4 REDES DE AREA METROPOLITANA(MAN)

Es básicamente una versión más grande de una LAN y normalmente se base en una tecnología similar. Una MAN puede manejar datos y voz, solo tiene uno o dos cables y no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales.

La principal razón para distinguir para distinguir las MAN como una categoría especial es que se ha adoptado un estándar en ellas, se llama DQDB (bus dual de cola distribuida). El DQDB consiste dos buses (cables) unidireccionales, a los cuales están conectadas todas las computadoras, donde cada bus tiene una cabeza terminal (un dispositivo que inicia la actividad de transmisión).

1.2.5 REDES DE AREA AMPLIA (WAM)

Una red de área amplia, se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicación). Se les nombra host. Los host están conectados por una subred y el trabajo de ésta es conducir mensajes de una host a otra.

En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los elementos de conmutación. Las líneas de transmisión mueven bits de una máquina a otra.

Los elementos de conmutación son computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Cuando los datos llegan por una línea de entrada, el elemento de conmutación debe escoger una línea de salida para reenviarlos (no hay terminología que denomine estas computadoras, pero se les suele llamar enrutadores). Si dos o más enrutadores que no comparten un cable desean comunicarse, deberán hacerlo indirectamente, por medio de otros enrutadores.

1.3 MODELO PARA LA INTERCONEXION

1.3.1 ARQUITECTURA DE RED, PROTOCOLOS Y SERVICIOS.

La arquitectura de una red viene definida por su topología, el método de acceso a la red y los protocolos de comunicación. Antes de que cualquier estación de trabajo pueda utilizar el sistema de cableado, debe

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