Tipos de Redes

Dispositivos de Interconexion

Modem

Un módem es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada portadora mediante otra señal de entrada llamada moduladora. Se han usado módems desde los años 60, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación.

Hub

Tiene los siguientes significados técnicos:

En inglés hub es el centro de un sistema en general, en el que coinciden los radios y donde se encuentra el eje. El término se utiliza internacionalmente para identificar sistemas que mantienen una fuerte dependencia de un punto central.

En informática un hub o concentrador es un equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás. Los hubs han dejado de ser utilizados, debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que propician. Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto el puerto del que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos.

En la aviación comercial se entiende por hub un aeropuerto grande del que salen y al que llegan vuelos de larga distancia que se realizan mediante aviones de gran capacidad. Estos aeropuertos grandes tienen también enlaces con ciudades más pequeñas, que son servidas con aviones de tamaño menor. Mediante este sistema las compañías aéreas pueden llenar sus aviones grandes en los trayectos de largo recorrido. En el caso ideal, los horarios de los vuelos de corto alcance están coordinados de tal manera con los vuelos de largo recorrido, que los pasajeros tienen que esperar únicamente el tiempo preciso para tomar el siguiente vuelo.

En términos navales, un puerto hub es el que sirve de conexión y enlace entre diferentes vías de comunicación, debido a sus infraestructuras. Son grandes puertos que sirven de distribuidores a otros menores.

También traducido como "centro de distribución".

 

Switch

Un conmutador o 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.

 

Router

El enrutador (calco del inglés router), direccionador, ruteador o encaminador es un dispositivo de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa tres (nivel de red). Un router es un dispositivo para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos.




 
 
 

Repetidor
 
Un repetidor 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.
En telecomunicación el término repetidor tiene los siguientes significados normalizados
Un dispositivo analógico que amplifica una señal de entrada, independientemente de su naturaleza (analógica o digital).

Un dispositivo digital que amplifica, conforma, retemporiza o lleva a cabo una combinación de cualquiera de estas funciones sobre una señal digital de entrada para su retransmisión.

En el modelo de referencia OSI el repetidor opera en el nivel físico.
En el caso de señales digitales el repetidor se suele denominar regenerador ya que, de hecho, la señal de salida es una señal regenerada a partir de la de entrada
Los repetidores se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transoceánicos ya que la atenuación (pérdida de señal) en tales distancias sería completamente inaceptable sin ellos. Los repetidores se utilizan tanto en cables de cobre portadores de señales eléctricas como en cables de fibra óptica portadores de luz.



Los repetidores se utilizan también en los servicios de radiocomunicación. Un subgrupo de estos son los repetidores usados por los radioaficionado
Asimismo, se utilizan repetidores en los enlaces de telecomunicación punto a punto mediante radioenlaces que funcionan en el rango de las microondas, como los utilizados para distribuir las señales de televisión entre los centros de producción y los distintos emisores o los utilizados en redes de telecomunicación para la transmisión de telefonía
En comunicaciones ópticas el término repetidor se utiliza para describir un elemento del equipo que recibe una señal óptica, la convierte en eléctrica, la regenera y la retransmite de nuevo como señal óptica. Dado que estos dispositivos convierten la señal óptica en eléctrica y nuevamente en óptica, estos dispositivos se conocen a menudo como repetidores electroópticos

Los repetidores telefónicos consistentes en un receptor (auricular) acoplado mecánicamente a un micrófono de carbón fueron utilizados antes de la invención de los amplificadores electrónicos dotados de tubos de vacío.



Brigde

Un puente o bridge es un dispositivo de interconexión de redes de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Este interconecta dos segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo el pasaje de datos de una red hacia otra, con base en la dirección física de destino de cada paquete.




Un bridge conecta dos segmentos de red como una sola red usando el mismo protocolo de establecimiento de red.



Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento a que está conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está intentando transmitir datos a un nodo del otro, el bridge copia la trama para la otra subred. Por utilizar este mecanismo de aprendizaje automático, los bridges no necesitan configuración manual.



La principal diferencia entre un bridge y un hub es que el segundo pasa cualquier trama con cualquier destino para todos los otros nodos conectados, en cambio el primero sólo pasa las tramas pertenecientes a cada segmento. Esta característica mejora el rendimiento de las redes al disminuir el tráfico inútil.

Para hacer el bridging o interconexión de más de 2 redes, se utilizan los switch.
Se distinguen dos tipos de bridge:
Locales: sirven para enlazar directamente dos redes físicamente cercanas.

Remotos o de área extensa: se conectan en parejas, enlazando dos o más redes locales, formando una red de área extensa, a través de líneas telefónicas.

Access Point

Un punto de acceso inalámbrico (WAP o AP por sus siglas en inglés: Wireless Access Point) en redes de computadoras es un dispositivo que interconecta dispositivos de comunicación inalámbrica para formar una red inalámbrica. Normalmente un WAP también puede conectarse a una red cableada, y puede transmitir datos entre los dispositivos conectados a la red cable y los dispositivos inalámbricos. Muchos WAPs pueden conectarse entre sí para formar una red aún mayor, permitiendo realizar "roaming". Por otro lado, una red donde los dispositivos cliente se administran a sí mismos -sin la necesidad de un punto de acceso- se convierten en una red ad-hoc. Los puntos de acceso inalámbricos tienen direcciones IP asignadas, para poder ser configurados.




Son los encargados de crear la red, están siempre a la espera de nuevos clientes a los que dar servicios. El punto de acceso recibe la información, la almacena y la transmite entre la WLAN (Wireless LAN) y la LAN cableada.

Un único punto de acceso puede soportar un pequeño grupo de usuarios y puede funcionar en un rango de al menos treinta metros y hasta varios cientos. Este o su antena son normalmente colocados en alto pero podría colocarse en cualquier lugar en que se obtenga la cobertura de radio deseada.
El usuario final accede a la red WLAN a través de adaptadores. Estos proporcionan una interfaz entre el sistema de operación de red del cliente (NOS: Network Operating System) y las ondas, mediante una antena inalambrica.

Cables de red

Cable Coaxial

Cable coaxial

El cable coaxial o coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.

El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.

Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.

Par trenzado

El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos aisladores son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y la diafonía de los cables adyacentes.

El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, es aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a IEM similares.

El cable de par trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse a los distintos elementos de hardware que componen la red. Actualmente de los ocho cables sólo cuatro se emplean para la transmisión de los datos. Éstos se conectan a los pines del conector RJ45 de la siguiente forma: 1, 2 (para transmitir), 3 y 6 (para recibir)

La Galga o AWG, es un organismo de normalización sobre el cableado. Por ejemplo se puede encontrar que determinado cable consta de un par de hilos de 22 AWG

AWG hace referencia al grosor de los hilos. Cuando el grosor de los hilos aumenta el AWG disminuye. El hilo telefónico se utiliza como punto de referencia; tiene un grosor de 22 AWG. Un hilo de grosor 14 AWG es más grueso, y uno de 26 AWG es más delgado.

Estructura del cable

Este tipo de cable, está formado por el conductor interno el cual está aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de este aislante existe otra capa de aislante de polietileno la cual evita la corrosión del cable debido a que tiene una sustancia antioxidante.



Normalmente este cable se utiliza por pares o grupos de pares, no por unidades, conocido como cable multipar. Para mejorar la resistencia del grupo se trenzan los cables del multipar.



Los colores del aislante están estandarizados, en el caso del multipar de cuatro pares (ocho cables), y son los siguientes:





1. Blanco-Naranja
2. Naranja
3. Blanco-Verde
4. Verde
5. Blanco-Azul
6. Azul
7. Blanco-Marrón
8. Marrón




Tipos de conexión
Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables rectos o cables cruzados dependiendo de su utilización.

1.- Cable recto (pin a pin)

Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo). Cada extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B) de configuracion. La razón es que el concentrador es el que realiza el cruce de la señal


2.- Cable cruzado (cross-over)

Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, dos enrutadores, dos concentradores. También se utiliza cuando conectamos 2 ordenadores directamente, sin que haya enrutadores o algún elemento de por medio. Para hacer un cable cruzado se usará una de las normas en uno de los extremos del cable y la otra norma en el otro extremo.



Tipos

UTP acrónimo de Unshielded Twisted Pair o Cable trenzado sin apantallar. Son cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal.

STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par trenzado apantallado. Se trata de cables cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada o UTP.

FTP, acrónimo de Foiled Twisted Pair o Par trenzado con pantalla global

 

 

Fibra Optica

Las redes de fibra óptica se emplean cada vez más en telecomunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia.



En las redes de comunicaciones por fibra óptica se emplean sistemas de emisión láser. Aunque en los primeros tiempos de la fibra óptica se utilizaron también emisores LED, en el 2007 están prácticamente en desuso.

Topologia de red

Topología de red

La topología de red se define como la cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red para comunicarse. Un ejemplo claro de esto es la topología de árbol, la cual es llamada así por su apariencia estética, por la cual puede comenzar con la inserción del servicio de internet desde el proveedor, pasando por el router, luego por un switch y este deriva a otro switch u otro router o sencillamente a los hosts (estaciones de trabajo), el resultado de esto es una red con apariencia de árbol porque desde el primer router que se tiene se ramifica la distribución de internet dando lugar a la creación de nuevas redes y/o subredes tanto internas como externas. Además de la topología estética, se puede dar una topología lógica a la red y eso dependerá de lo que se necesite en el momento.

En algunos casos 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.

A continuacion varias topologias:  

Red en bus

Red en topología de 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:

• Facilidad de implementación y crecimiento. 
• Simplicidad en la arquitectura.

Desventajas:

•  Longitudes de canal limitadas.
• Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.
• El desempeño se disminuye a medida que la red crece.
• El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).
• Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
• Es una red que ocupa mucho espacio.

Red en estrella

Red en topología de 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.

Dado 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 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.

Ventajas :

• Tiene los medios para prevenir problemas.
• Si una PC se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red esa PC.
• Fácil de agregar, reconfigurar arquitectura PC.
• Fácil de prevenir daños o conflictos.
• Permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente.
• El mantenimiento resulta mas económico y fácil que la topología bus

Desventajas:

• Si el nodo central falla, toda la red se desconecta.
• Es costosa, ya que requiere más cable que las topologías bus o anillo.
• El cable viaja por separado del hub a cada computadora

Red en anillo

Red con topología de anilloTopología de red en la que 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.

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 deja de funcionar, 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).

Ventajas:

• Simplicidad de arquitectura. Facilidad

Desventajas:

• Longitudes de canales limitadas.
• El canal usualmente degradará a medida que la red crece.
• Lentitud en la transferencia de datos.

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Arquitecturas de Red

Las redes se integran con varios componentes que trabajan juntos para que sea funcional. Entre los componentes se encuentran elementos de hardware como las tarjeteas de red, los cables, los conectores, concentradores y las computadoras.

Regularmente, cuando una empresa desarrollaba un elemto de red, lo hacia con sus propias tecnologias; esto provocaba conflictos cuando se utilizaaban elemetos de red fabricados por diferentes empresas. Por ello fue necesario que los fabricantes se pusieran de acuerdo para que cada compònente trabajara e interactuara con las demas.

Asi surgieron los Estandares que especifican la forma de conectar componentes de hardware en las redes.

Se desarrollaron tres estandares o arquitecturas estas son:

• 
  
  Arcnet
• 
  
  Token Ring
• 
  
  Ethernet

Arcnet:

Es un sitema desarrollado en 1978 por la empresa Datapoint, sus especificaciones indican que debe utilizar un cable coaxial que permite cominicarse a velocidades de 2 MBits, pero no precenta errores en el envio de informacion, por lo cual la velocidad es constante y permite longitudes de hasta 609 metros entre computadoras.

Al ser una arcquitectura de mas de 30 años de antiguedad es imposible conseguir los elementos de red, por lo que actualmente esta en desuso.

Token Ring:

En 1985, IBM anuncio la arquitectura de red local mas sofisticada. La Token Ring es arquitectura de res donde las computadoras son conectadas por un cable coaxial y se comunican mediante un anillo virtual.

Token ring utiliza un testigi (token) que va pasano de computadora en computadora por el cable de la red y solo la computadora que tiene el testigo puede enviar informacion.

Las computadoras deben conocer las direcciones de las estaciones que se encuentran antes y despues de ellas en el anillo virtual para poder enviarles informacion.

La velocidad a la que se transmite en esta arquitectura de red es de 16 Mbits. de esta forma los usuarios no notan que se debe esperar al testigo para que su computadora pueda enviar o recibir informacion.

Al igual que Arcnet, Token ring esta actualmente en desuso.

Ethernet:

Es una arquitectura desarrollada originalmente por Zerox y Dec como propuesta para resolver el problema del cableado de redes. El nombre Eternet proviene de la palabla Ether (èter), refiriendose a un material que supuestamente llena el espacio y actua como soporte para que la energia fluya a traves del universo.

Esta arquitectura especifica la forma como las computadoras envian y reciben datos atra ves del cable de red. Fue diseñada para trabajar a velocidades de 10 Mbits, pero es la unica arquitectura que ha sido actualizada y ahora permite trabajar a 100 Mbits, 1 Gbps o 10 Gbps.

Ethernet es la arquitectura mas utilizada en redes pequeñas.

*Capacidad de Transmicion

Esta clasificacion se refiere a la cantidad de informacion y velocidad que viaja traves de la red. Se aplica principalmente a las redes WAN o MAN.

Actualmente existen dos capacidades de transmicion:

Simple:

Se refiere a las redes que utilizan medios de comunicacion tradicionales, que no rebasan los 100 Mbps en su velocidad y que tienen limitantes en cuanto a las distancias entre nodos (maximo 100m).

Este tipo de redes proporciona mayor estabilidad en el flujo de la informacion, y requieren de menor inversion por el costo de los elementos para su instalacion.

Banda Ancha:

Son redes que regularmente estan destinadas al transporte de informacion de audio y video o que requieren de intercambio simultaneo de exeso de informacion ya sea por la cantidad de usuarios o por el tamaño de la informacion.

El costo de los elementos requeridos para este tipo de redes es mayor, y por ello no se utilizan en redes pequeñas; se limita a redes MAN o WAN.

Durante el diseño de redes, se debe decidir si seran publicas o privadas; es decir. se debe especificar si cualquier persona podra utilizar los recuros de red.

*Por distribuccion Logica

Esta clasificacion indica el tipo de comunicacion que existe entre dos computadoras en una red y se refiere a la forma como se envia la informacion de un nodo a otro.

Estos son los mas utilizados:

Punto a Punto:

Cada uno de los nodos se encuentran somunicados en forma directa con el resto de los elementos de la red, independientemente de la ubicacion fisica o el medio de transmicion.

La ventaja de esta conexion es que, de esta manera, cada uno de los nodos puede compartir sus recursos con el resto de los terminales.





Cliente-Servidor:

Permite a todos los nodos estra conctados directamente con una computadora centarl denominada "Servidor", misma que comparte sus recursos con el resto de las computadoras.

Estas conexiones garantizan la seguridad de la informacion, pues esta se encuentra controlada por un solo usuario.

*Por tamaño

La clasificacion por tamaño se refiere al area o extencion geografica a la que dara servicion una red.

LAN (Local Area Network-Red de area local)

La caracteristica principal de estas redes es que abarcan un area relativamente pequeña (100km), aun que por lo regular solo ocupan un nivel dentro de un edificio y estan integradas por las computadoras ubicadas en este.

Las distancias entre los nodos no deben ser mayores de 100m, lo cual permite mayor velocidad en la comunicacion.

MAN (Metropolitan Area Network-Red de area metropolitana)

Esta red abarca areas de mayor tamaño, e incluye varios edificios en una ciudad o el mismo pais

Para lograr la comunicacion, es necesario un medio de comunicacion (cableado) especial de alta velocidad que permita que el area de servicio sea mas amplio.

La diferencia de una red LAN a una MAN ademas del area de servcio es que las redes de Area Metropolitana utilizan DQDB (Disturbed Queue Dual Bus- Bus lineal doble distribuido) que especifica las acciones de cada computadora.

WAN ( World area Network- Red de area Mundial)

Estas redes abarcan mayores: uno o varios paises e incluso todo el planeta. Esta integrada por varias LAN o MAN interconectadas, regularmente se utilizan las lineas telefonicas, satelites o sistemas de radio.

Para lograr la comunicacion en una red WAN se requieren dos componetes: las lineas de transmicion y los elementos de intercambio. Las primeras son cables o elemntos de intercambio y las segundas son equipos especializados para conectar dos o mas lineas.

Las WAN incluyen computadoras denominadas HOST, que se encargan de almacenar informacion de usuarios o empresas que pueden ser consultada por los demas usurios de la red.

Clasificacion

Para enternder mejor el funcionamientode las redes, se clasifican en
a)Tamaño
b)Distribuccion logica
c)Por capacidad de transmicion

Antecedentes

Las redes de computo se desarrollan a partir de la investigacion reslizada en dos areas: las telecomunicaciones y la informatica; al unirse nace la teleinformatica, que se dedica al diseño y al estudio de redes de computo.

El desarrollo de las primeras redes fue hace aproximadamente 25 años; eran pequeñas y ocupaban un cuarto o un edificio.

Las redes de computo se desarrollan para que los recursos de una computadora puedan ser utilizados por varios usuarios, es decir, para comparar recursos.

Una red de computo es la conexion de equipos de computo, impresoras y otros dispositivos para que puedan ser utilizados por varios usuarios al mismo tiempo; a estos se les llama nodos, y cada uno tiene herramientas o aplicaciones denominadas recursos.