Una red de computadora (también llamada red de ordenadores o red informática) es un conjunto de computadoras y/o dispositivos conectados por enlaces, ah través de medios físicos (medios guiados) o inalámbricos (medios no guiados) y que comparten información (archivos), recursos (CD-ROM, impresoras, etc.) y servicios (e-mail, Chat, juegos), etc.
Redes según la direccionalidad de los datos (tipos de transmisión)
simplex unidireccionales, un ETD transmite y otro recibe
half-duplex bidireccionales, pero sólo uno transmite por vez.También se llama ´´semi-duplex´´.
full-duplex' ambos pueden transmitir y recibir a la vez una misma información
Definición de topología
La arquitectura o topología de red es la disposición física en la que se conectan los nodos de una red de ordenadores o servidores, mediante la combinación de estándares y protocolos.
Define las reglas de una red y cómo interactúan sus componentes. Estos equipos de red pueden conectarse de muchas y muy variadas maneras. La conexión más simple es un enlace unidireccional entre dos nodos. Se puede añadir un enlace de retorno para la comunicación en ambos sentidos. Los cables de comunicación modernos normalmente incluyen más de un cable para facilitar esto, aunque redes muy simples basadas en buses tienen comunicación bidireccional en un solo cable.
En casos mixtos se puede usar la palabra arquitectura en un sentido relajado para hablar a la vez de la disposición física del cableado y de cómo el protocolo considera dicho cableado. Así, en un anillo con una MAU podemos decir que tenemos una topología en anillo, o de que se trata de un anillo con topología en estrella.
La topología de red la determina únicamente la configuración de las conexiones entre nodos. La distancia entre los nodos, las interconexiones físicas, las tasas de transmisión y/o los tipos de señales no pertenecen a la topología de la red, aunque pueden verse afectados por la misma.
Tipos de arquitecturas
Redes centralizadas
La topologia en estrella reduce la posibilidad de fallo de red conectando todos los nodos a un nodo central. Cuando se aplica a una red basada en la topologia estrella este concentrador central reenvía todas las transmisiones recibidas de cualquier nodo periférico a todos los nodos periféricos de la red, algunas veces incluso al nodo que lo envió. Todos los nodos periféricos se pueden comunicar con los demás transmitiendo o recibiendo del nodo central solamente. Un fallo en la línea de conexión de cualquier nodo con el nodo central provocaría el aislamiento de ese nodo respecto a los demás, pero el resto de sistemas permanecería intacto. El tipo de concentrador hub se utiliza en esta topología.
La desventaja radica en la carga que recae sobre el nodo central. La cantidad de tráfico que deberá soportar es grande y aumentará conforme vayamos agregando más nodos periféricos, lo que la hace poco recomendable para redes de gran tamaño. Además, un fallo en el nodo central puede dejar inoperante a toda la red. Esto último conlleva también una mayor vulnerabilidad de la red, en su conjunto, ante ataques.
Si el nodo central es pasivo, el nodo origen debe ser capaz de tolerar un eco de su transmisión. Una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.
Una topología en árbol (también conocida como topología jerárquica) puede ser vista como una colección de redes en estrella ordenadas en una jerarquía. Éste árbol tiene nodos periféricos individuales (por ejemplo hojas) que requieren transmitir a y recibir de otro nodo solamente y no necesitan actuar como repetidores o regeneradores. Al contrario que en las redes en estrella, la función del nodo central se puede distribuir.
Como en las redes en estrella convencionales, los nodos individuales pueden quedar aislados de la red por un fallo puntual en la ruta de conexión del nodo. Si falla un enlace que conecta con un nodo hoja, ese nodo hoja queda aislado; si falla un enlace con un nodo que no sea hoja, la sección entera queda aislada del resto.
Para aliviar la cantidad de tráfico de red que se necesita para retransmitir todo a todos los nodos, se desarrollaron nodos centrales más avanzados que permiten mantener un listado de las identidades de los diferentes sistemas conectados a la red. Éstos switches de red “aprenderían” cómo es la estructura de la red transmitiendo paquetes de datos a todos los nodos y luego observando de dónde vienen los paquetes respuesta.
Descentralización
En una topología en malla, hay al menos dos nodos con dos o más caminos entre ellos. Un tipo especial de malla en la que se limite el número de saltos entre dos nodos, es un hipercubo. El número de caminos arbitrarios en las redes en malla las hace más difíciles de diseñar e implementar, pero su naturaleza descentralizada las hace muy útiles.
Un red totalmente conectada o completa, es una topología de red en la que hay un enlace directo entre cada pareja de nodos. En una red totalmente conexa con n nodos, hay enlaces directos. Las redes diseñadas con esta topología, normalmente son caras de instalar, pero son muy fiables gracias a los múltiples caminos por los que los datos pueden viajar. Se ve principalmente en aplicaciones militares. que han sido mitilarizadas
Definición de ancho de banda
En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período de tiempo dado. El ancho de banda se indica generalmente en bites por segundo (BPS), kilobites por segundo (kbps), o megabites por segundo (mps).
En las redes de ordenadores, el ancho de banda a menudo se utiliza como sinónimo para la tasa de transferencia de datos - la cantidad de datos que se puedan llevar de un punto a otro en un período dado (generalmente un segundo). Esta clase de ancho de banda se expresa generalmente en bits (de datos) por segundo (bps). En ocasiones, se expresa como bytes por segundo (Bps). Un módem que funciona a 57.600 bps tiene dos veces el ancho de banda de un módem que funcione a 28.800 bps.
En general, una conexión con ancho de banda alto es aquella que puede llevar la suficiente información como para sostener la sucesión de imágenes en una presentación de video.
Debe recordarse que una comunicación consiste generalmente en una sucesión de conexiones, cada una con su propio ancho de banda. Si una de éstas
Clasificacion de redes de acuerdo a:
Su extensión
Redes de Área Local (LAN)
Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.
Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.
Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas.
Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.
Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.
Redes de Área Metropolitana (MAN)
Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.
Redes de Área Amplia (WAN)
Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.
La subred tiene varios elementos:
- Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.
- Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.
Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred.
Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.
Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.
WPAN
(Wireless Personal Area Networks)
Su topología
Token ring
Topología de red en la que las estaciones se conectan formando un 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 del anillo.
En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones.
Cabe mencionar que si algún nodo de la red se cae (término informático para decir que esta en mal funcionamiento o no funciona para nada) la comunicación en todo el anillo se pierde.
En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro.
Bus
Topología de red en la que todas las estaciones están conectadas a un único canal de comunicaciones por medio de unidades interfaz y derivadores. Las estaciones utilizan este canal para comunicarse con el resto. Es la más sencilla por el momento.
Red en topología de bus
La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.
La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos. También representa una desventaja ya que si el cable se rompe, ninguno de los servidores siguientes tendrá acceso a la red.
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 este
Nodo central activo o pasivo
Si el nodo central es pasivo, el nodo origen debe ser capaz de tolerar un eco de su transmisión. Una red en estrella activa 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 router, un switch o un hub siguen esta topología. El nodo central en estas sería el hub, el router o el switch, 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.
La topología en árbol puede verse como una combinación de varias topologías en estrella. Tanto la de árbol como la de estrella son similares a la de bus cuando el nodo de interconexión trabaja en modo difusión, pues la información se propaga hacia todas las estaciones, solo que en esta topología las ramificaciones se extienden a partir de un punto raíz (estrella), a tantas ramificaciones como sean posibles, según las características del árbol.
Los problemas asociados a las topologías anteriores radican en que los datos son recibidos por todas las estaciones sin importar para quien vayan dirigidos. Es entonces necesario dotar a la red de un mecanismo que permita identificar al destinatario de los mensajes, para que estos puedan recogerlos a su arribo. Además, debido a la presencia de un medio de transmisión compartido entre muchas estaciones, pueden producirse interferencia entre las señales cuando dos o más estaciones transmiten al mismo tiempo.
La solución al primero de estos problemas aparece con la introducción de un identificador de estación destino. Cada estación de la LAN está unívocamente identificada. Para darle solución al segundo problema (superposición de señales provenientes de varias estaciones), hay que mantener una cooperación entre todas las estaciones, y para eso se utiliza cierta información de control en las tramas que controla quien transmite en cada momento (control de acceso al medio)se pierde por completo la información si no la utilizas
Malla
La topología en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a uno o más de los otros 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----.
Funcionamiento
El establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes en que las piezas de la red (nodo) están conectadas unas con otras por uno u otro camino, mediante cables separados. Esta configuración ofrece caminos redundantes por toda la red, de modo que si falla un cable, otro se hará cargo del tráfico.
Esta topología, a diferencia de otras (como topología en árbol y topología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red).
Las redes de malla son autoregenerables: la red puede funcionar incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de nodos evitan el paso por ese punto. Consecuentemente, se forma una red muy confiable, es una opción aplicable a las redes sin hilos (Wireless), a las redes con cable (Wired), y a la interacción del software.
Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. En una topología en malla, cada equipo está conectado a todos los demás equipos. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la fiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor importancia el uso de Wireless, ya que no hay necesidad de cableado(a pesar de los inconvenientes del (Wireless). En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza junto con otras topologías para formar una topología híbrida.
Medios de transmisión de datos
Por medio de transmisión, la aceptación amplia de la palabra, se entiende el material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, o de cualquier otro tipo se emplea para facilitar el transporte de información entre terminales distante geográficamente.
El medio de transmisión consiste en el elemento q conecta físicamente las estaciones de trabajo al servidor y los recursos de la red. Entre los diferentes medios utilizados en las LANs se puede mencionar: el cable de par trenzado, el cable coaxial, la fibra óptica y el espectro electromagnético (en transmisiones inalámbricas).
Su uso depende del tipo de aplicación particular ya que cada medio tiene sus propias características de costo, facilidad de instalación, ancho de banda soportado y velocidades de transmisión máxima permitidas.
Características Básicas de un Medio de Transmisión
Resistencia:
Todo conductor, aislante o material opone una cierta resistencia al flujo de la corriente eléctrica.
Un determinado voltaje es necesario para vencer la resistencia y forzar el flujo de corriente. Cuando esto ocurre, el flujo de corriente a través del medio produce calor.
La cantidad de calor generado se llama potencia y se mide en WATTS. Esta energía se pierde.
La resistencia de los alambres depende de varios factores.
Infrarrojo
Radiación infrarroja
La radiación infrarroja, radiación térmica o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. Su rango de longitudes de onda va desde unos 700 nanómetros hasta 1 milímetro.
Características de la radiación infrarroja
El nombre de infrarrojo significa por debajo del rojo pues su comienzo se encuentra adyacente al color rojo del espectro visible.
Los infrarrojos se pueden categorizar en:
• infrarrojo cercano (0,8-2,5 µm)
• infrarrojo medio (2,5-50 µm)
• infrarrojo lejano (50-1000 µm)
La materia, por su caracterización energética (véase cuerpo negro) emite radiación. En general, la longitud de onda donde un cuerpo emite el máximo de radiación es proporcional a la temperatura de éste (Ley de Wien). De esta forma la mayoria de los objetos a temperaturas cotidianas tienen su máximo de emisión en el infrarrojo. Los seres vivos, en especial los mamíferos, emiten una gran proporción de radiación en la parte del espectro infrarrojo, debido a su calor corporal.
Historia
Los infrarrojos fueron descubiertos en 1800 por William Herschel, un astrónomo inglés de origen alemán. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal con el fin de medir el calor emitido por cada color. Descubrió que el calor era más fuerte al lado del rojo del espectro y observó que allí no había luz. Esta es la primera experiencia que muestra que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. Herschel denominó a esta radiación "rayos calóricos", denominación bastante popular a lo largo del siglo XIX que, finalmente, fue dando paso al más moderno de radiación infrarroja.
Los primeros detectores de radiación infrarroja eran bolómetros, instrumentos que captan la radiación por el aumento de temperatura producido en un detector absorbente.
Usos de los rayos infrarrojos
Los infrarrojos se utilizan en los equipos de visión nocturna cuando la cantidad de luz visible es insuficiente para ver los objetos. La radiación se recibe y después se refleja en una pantalla. Los objetos más calientes se convierten en los más luminosos.
Un uso muy común es el que hacen los comandos a distancia (telecomandos o mandos a distancia) que generalmente utilizan los infrarrojos en vez de ondas de radio ya que no interfieren con otras señales como las señales de televisión. Los infrarrojos también se utilizan para comunicar a corta distancia los ordenadores con sus periféricos. Los aparatos que utilizan este tipo de comunicación cumplen generalmente un estándar publicado por Infrared Data Association.
La luz utilizada en las fibras ópticas es generalmente de infrarrojos.
Emisores de infrarrojo industriales
Otra de las muchas aplicaciones de la radiación infrarroja es la del uso de equipos emisores de infrarrojo en el sector industrial. En este sector las aplicaciones ocupan una extensa lista pero se puede destacar su uso en aplicaciones como el secado de pinturas o barnices, secado de papel, termofijación de plásticos, precalentamiento de soldaduras, curvatura, templado y laminado del vidrio, entre otras. La irradiación sobre el material en cuestión puede ser prolongada o momentánea teniendo en cuenta aspectos como la distancia de los emisores al material, la velocidad de paso del material (en el caso de cadenas de producción) y la temperatura que se desee conseguir.
Generalmente, cuando se habla de equipos emisores de infrarrojo, se distinguen cuatro tipos en función de la longitud de onda que utilicen:
1. Emisores de infrarrojo de onda corta
2. Emisores de infrarrojo de onda media rápida
3. Emisores de infrarrojo de onda media
4. Emisores de infrarrojo de onda larga
De cara a la aplicación de una u otra longitud de onda dentro de la radiación infrarroja, la elección se debe básicamente al espesor del material que se vaya a irradiar. Si se trata de un material con un espesor de pocos milímetros, lo más aconsejable es utilizar emisores de infrarrojo de onda corta, mientras que si el material presenta un espesor mayor la mejor opción es pasar a los emisores de infrarrojo de onda media o incluso larga. Otro aspecto que se tiene en cuenta a la hora de usar emisores de infrarrojo es la inercia térmica. Los emisores de onda corta prácticamente no tienen inercia térmica, es decir, en el momento en que se conectan a la corriente eléctrica ya están en sus condiciones óptimas de trabajo. Por otro lado, los emisores de onda media y sobre todo los de onda larga tienen mucha inercia térmica y pueden llegar a tardar hasta 4 minutos para poder ser usados de forma eficaz.
Bluetooth
Bluetooth es el nombre común de la especificación industrial IEEE 802.15.1, que define un estándar global de Red Inalámbrica de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia segura y globalmente libre (2,4 GHz.). Los principales objetivos que se pretende conseguir con esta norma son:
Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.
Eliminar cables y conectores entre éstos.
Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre nuestros equipos personales.
Los dispositivos que con mayor intensidad utilizan esta tecnología son los de los sectores de las telecomunicaciones y la informática personal, como PDAs, teléfonos móviles, computadoras portátiles, PCs, impresoras y cámaras digitales.
Cable coaxial
El cable coaxial es un cable formado por dos conductores concéntricos:
Un conductor central o núcleo, formado por un hilo sólido o trenzado de cobre (llamado positivo o vivo),
Un conductor exterior en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo, en caso de cables semirrígidos. Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes.
El primero está separado del segundo por una capa aislante llamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico dependerá principalmente la calidad del cable.
Todo el conjunto puede estar protegido por una cubierta aislante.
Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet).
El cable coaxial se reemplaza por la fibra óptica en distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior, lo que justifica su mayor costo y su instalación más delicada.
Tipos de cable coaxial
Los dieléctricos utilizados para separar el conductor central de la vaina externa definen de manera importante el coeficiente de velocidad, y por lo tanto, la calidad del cable. Entre los materiales más comunes utilizados se encuentran:
Cable coaxial con dieléctrico de aire: se diferencian dos tipos, en unos se utiliza de soporte y de separación entre conductores una espiral de polietileno y en otros existen unos canales o perforaciones a lo largo del cable de modo que el polietileno sea el mínimo imprescindible para la sujeción del conductor central. Son cables que presentan unas atenuaciones muy bajas.
Cable dieléctrico de polietileno celular o esponjoso: presenta más consistencia que el anterior pero también tiene unas pérdidas más elevadas.
Cable coaxial con dieléctricos de polietileno macizo: de mayores atenuaciones que el anterior y se aconseja solamente para conexiones cortas (10-15 m aproximadamente).
Cable con dieléctrico de teflón: tiene pocas pérdidas y se utiliza en microondas.
En redes de área local bajo la norma 10Base2, prácticamente caída en desuso a fines de la década de 1990, se utilizaban dos tipos de cable coaxial: fino y grueso.
Se puede conseguir anchos de banda comprendidos entre corriente contínua (Transportan modos TEM, que no tienen frecuencia de corte inferior) y más de 40 GHz, dependiendo del tipo de cable.
Un ejemplo habitual de su uso para corriente contínua es la alimentación de los amplificadores de antena, compartiendo el cable con la señal de RF.
Los cables coaxiales más comunes son el RG-58 (impedancia de 50 Ohm, fino) y el RG-59 (impedancia de 75 Ohm, fino). El primero es sumamente utilizado en equipos de radioaficionados y CB, el segundo entre las antenas Yagi de recepción de televisión, el televisor, y sobre todo en el transporte de señal de vídeo: compuesto, por componentes, RGB y otras como el SDI.
Otro cable coaxial comun es el denominado RG-6 mismo que utilizan las empresas de TV por cable (impedancia 60 Ohms)
Wirel bss
Mreoodus
Bibliografia
http://es.wikipedia.org/wiki/Topolog%C3%ADa_de_red
http://www.masadelante.com/faq-ancho-de-banda.htm
http://www.monografias.com/trabajos47/informatica/informatica2.shtml
http://es.wikipedia.org/wiki/Personal_area_network
http://www.mailxmail.com/curso/informatica/redes/capitulo2.htm
