Unidad I Fundamentos de red.
1.1 Concepto de red, su origen.
El concepto
de red trata sobre un conjunto de elementos que están interconectados,
permitiendo así que puedan circular otros elementos por estos “nodos” por medio
de distintos protocolos; En términos de una red de computadora estos nodos
pueden ser desde equipos de cómputo hasta otro tipo de periféricos que sirven
para darle una forma a la red, las redes informáticas nacieron como una
necesidad de crear una comunicación entre distintos equipos de cómputo, ya sea
por medio de cables, por medio pulsos u ondas invisibles para la vista, y como
su nombre lo indica estas redes tienen como elemento de transmisión la información
electrónica dividida en paquetes de bits(y sus siguientes variaciones) .
El origen de
las redes informáticas se sitúa en la década de los años 60, la primera red de
computadoras en la historia fue creada en el Reino Unido y años mas tarde en
1960 esta tecnología llego a Estados Unidos en el proyecto ARPA lo que dio el
comienzo de ARPANET (Advanced Reseach Projects Agency Network), proyecto
militar que tenía como meta crear una comunicación entre diferentes equipos de cómputo, el ARPANET se seguiría desarrollando a lo
largo de los años para finalmente pasar a llamarse Internet
1.2 Clasificación de redes.
1.2.1 De acuerdo a su Tecnología de interconexión.
LAN/ Red de Área Local: De carácter
privado, son redes utilizadas para conectar equipos de cómputo en un bloque
cerrado, generalmente utilizadas en empresas como centros educativos u oficinas
de trabajo en donde se maneje información exclusivamente de la misma empresa
MAN/ Red de Área Metropolitana: Es igual que una red de área local
solo que con una extensión territorial mayor, actualmente son poco usadas.
WAN/ Red de Área Amplia: Son redes de computo ocupan un espacio
bastante extenso, utilizan maquinas llamadas hosts dedicadas a ejecutar los programas de sus
usuarios, estas a su vez están conectados otros hosts que mueven datos entre
ellos mismos.
1.2.2 De acuerdo a su tipo de conexión.
Conexiones físicas: Son aquellas redes que transmiten información de
forma directa, están definidas por los materiales con los que se hagan que van
desde cables hasta satélites, además de por la topología que se use y el método
usado para transmitir información.
Conexiones Lógicas: Redes que permiten enviar información a
programas o aplicaciones informáticas, están creadas basándose en protocolos de
red que permiten compartir información entre aplicaciones relacionadas con
computadoras, por ejemplo la conexión que hay entre un equipo de cómputo y una impresora.
1.2.2.1 Orientadas.
También llamados conmutados por circuito, son redes que primero
establecen una conexión con el receptor e inmediatamente después comienzan a
transferir datos en forma de paquetes que se transforman secuencialmente a través
de un circuito físico o virtual.
1.2.2.2 No orientadas.
Son redes en las que cada paquete enviado es direccionado por
separado hacia destinos diferentes, esto puede ocasionar una desorganización de
la cual es encargada la capa de transporte para poder ordenarlos y conseguir así
una transmisión integra del paquete.
1.2.3 De acuerdo a su relación.
1.2.3.1 De Igual a Igual.
(Peer to peer), establece
que todos los elementos que sirvan como nodos en la red puedan actuar como “cliente”
o “servidor” al mismo tiempo, eliminando así la necesidad de un ordenador
central; Son usadas en oficinas pequeñas o para uso doméstico.
1.2.3.2 Cliente - Servidor.
Al contrario que las redes de igual a igual, este tipo se basa en
un equipo “servidor” que cumple las peticiones de otro equipo “cliente”, muy útil
en sistemas operativos multiusuario que estén distribuidos en una red. La
capacidad de procesamiento se reparte en las computadoras que actúan como “clientes”
y “los servidores”; La diferencia de jerarquías entre cliente y servidor se da
solo de forma lógica, siendo los equipos utilizados bastante parecidos. Este
tipo de red se utiliza en sitios web con servidores de todo tipo, desde
servidores de correo hasta servidores de archivos.
1.3.1 Descripción del Modelo OSI
El modelo OSI consta de 7 capas ordenadas de la siguiente forma:
·
Aplicación
·
Presentación
·
Sesión
·
Transporte
·
Red
·
Vínculo de datos
·
Física
Capa de Aplicación: Actúa como una ventara para los usuarios
y los procesos de las aplicaciones para poder generar un acceso a los servicios
de red, las funciones mas utilizadas de esta capa son acceso a archivos
remotos, uso compartido de recursos, acceso a impresoras remotas y mensajería electrónica.
Capa de Presentación: Esta capa da formato a los datos que
son presentados en la capa de aplicación, actuando como un traductor entre los
datos de la capa de la aplicación a un formato común en la estación emisora; Entre las funciones que posee se
encuentra la conversión de código de caracteres, conversión de datos, compresión
y cifrado de datos.
Capa de Sesión: Permite generar sesiones entre procesos que
se ejecutan en diferentes equipos; La funciones que posee son las de establecer,
mantener y finalizar sesiones.
Capa de Transporte: Libera a las capas superiores de las
funciones de transferencia de datos. Establece protocolos que sirvan para
enviar la información de un punto a otro, las funciones que proporciona son la segmentación,
confirmación y control de mensajes.
Capa de Red: Esta capa controla el funcionamiento de la
subred, decidiendo que ruta de acceso se debe tomar por los datos que transiten
por ella, la prioridad de pueden tomar los servicios; Esta capa proporciona el
control del enrutamiento, el control de tráfico en la subred, la fragmentación de
la trama, asignación de direcciones lógicas y físicas y cuentas de uso de
subred.
Capa de Vínculo de datos: Esta capa se encarga de
proporcionar una transferencia de datos sin errores de tramas entre diferentes
equipos a través de una capa física; La capa proporciona establecimiento y finalización
de vínculos, control de tráfico de tramas, secuenciación de tramas y confirmación
de trama.
Capa de Física: La capa física es la mas baja del modelo
OSI, se encarga de la transmisión y recepción de secuencias sin estructurar de
bits a través de un medio físico; Esta capa proporciona codificación de datos,
lo cual quiere decir que modifica el modelo de señal binario que utiliza el
quipo para acomodar mejor las características del aspecto físico y ayuda a la sincronización
de bits y trama.
1.3.2 Proceso de encapsulado de datos.
Al enviar datos por una red es necesario un protocolo que sirva
para poder lograr con existo que la información que sale del emisor sea la
misma que recibe el recepto. El protocolo que se sigue tiene los siguientes
pasos:
1.- Crear datos
2.- Empaquetar datos para su envió
3.- Agregar la dirección de red IP al encabezado
4.- Agregar el encabezado y la información final de la capa de
enlace de datos.
Crear datos: Al enviar información esta misma es convertida en
datos que sean capaces de recorrer la red por la cual se va a enviar.
Empaquetar datos para su envió: Una vez creados los datos se
empaquetan, esto se logra al segmentar la información a enviar en paquetes.
Agregar la dirección de red IP
al encabezado: Los datos que se quieren enviar se colocan en un
datagrama que contiene un encabezado con las direcciones lógicas de origen y de
destino.
Agregar el encabezado y la información final de
la capa de enlace de datos: Los equipos conectados ingresan un paquete dentro
de una trama, la cual permite conectarse al siguiente dispositivo conectado a
la red, por lo que cada dispositivo que está en la ruta de red que se usara requiere
un entramado para poder conectarse al siguiente dispositivos, la trama a su vez
se convierte en un patrón de bits para poder ser transmitidos.
1.4 Topologías de redes.
Una
topología de una red es una forma de clasificar las redes según su distribución
geométrica, la cual es formada por sus nodos o computadoras que la componen.
Red
bus: Es una red que tiene la característica de tener un único canal de comunicación
central que luego se conecta a sus nodos, por lo que la red tiene a todos sus
nodos conectados de forma directa a un único enlace y no existe una conexión entre
ellos mismos.
Red
estrella: Es un topología en la cual los equipos están conectados a un punto
central y todas la comunicaciones que
puedan surgir tienen que pasar forzosamente por este punto, es utilizada en
redes locales en las cuales se utiliza un router, un switch o un hub que hace
la función de nodo central.
Red
en anillo: Es un tipo de red en la cual cada equipo está conectado al siguiente
dando como resultado que el último equipo termine conectado al primero. Cada
elemento de la red tiene un repetidor que sirve para pasar la señal al
siguiente elemento, esto genera cierta vulnerabilidad ya que si un nodo llegase
a fallar lo harán también todos los demás; Existe otra versión de la red anillo
llamada red anillo doble, en la cual la información puede ser enviada en ambas
direcciones, lo que provoca que si un nodo llega a fallar no afecte a toda la
red.
Red
en malla: Es una topología en la que cada nodo está conectado a todos los nodos
pertenecientes a la red, de esta manera es posible enviar la información de un
punto a otro por diferentes caminos, lo que genera que si un nodo falla se
pueda reemplazar fácilmente sin afectar a toda la red.
Red en
árbol: Una red con la topología en árbol tiene a todos los elementos colocados
en forma de árbol, esta red tiene un nodo de enlace troncal el cual es comúnmente
ocupado por un hub o switch, desde este nodo se ramifican los demás nodos; Es
una especie de variación de la red bus ya que se comparte el mismo canal de comunicación.
La topología de árbol también puede verse como una combinación de varia redes
en forma de estrella, debido a que ambas son similares en cuanto a tener un
nodo central que distribuye la comunicación, solo que la topología de árbol parte
de un punto raíz que a su vez se divide en otros nodos.
