Tipos de redes informaticas PDF

Preview

Summary

Apuntes de materiales de programación investigativo...

Description

TIPOS DE REDES INFORMÁTICAS Existen diferentes redes de datos, cada una de ellas puede estar orientada a un tipo de usuario como para empresas, organizaciones, entre otros; orientada a una necesidad concreta para conectar equipos y con características específicas que las hacen diferentes al resto. Según los diferentes tipos de criterios, a continuación se detalla los más comunes: a) Según el criterio de la titularidad de la red pueden ser: privadas y públicas. b) Según el criterio de la topología de la red pueden ser: Malla, Estrella, Bus, Árbol, anillo, doble anillo y mixta. c) Según el criterio de localización geográfica pueden ser: PAN, LAN, CAN, LWAN, MAN, WAN y GAN. d) Según el criterio de transferencia de la información pueden ser: conmutadas (punto a punto) y de difusión (multipunto). e) Clasificación de las redes atendiendo a la relación funcional a) Clasificación de las redes atendiendo a la titularidad Esta clasificación atiende a la propiedad de la red, por lo que se puede hacer una división en dos tipos de redes: Redes dedicadas o privadas: Una red dedicada es aquella en la que sus líneas de comunicación son diseñadas e instaladas por el usuario o administrador, o bien, alquiladas a las compañías de comunicaciones que ofrecen este tipo de servicio. Un ejemplo de este tipo de red puede ser la red local del aula de informática de un instituto. Redes compartidas o públicas: Las redes compartidas son aquellas en las que las líneas de comunicación soportan información de diferentes usuarios. Se trata en todos los casos de redes de servicio público ofertadas por las compañías de telecomunicaciones bajo cuotas de alquiler en función de la utilización o bajo tarifas por tiempo. Pertenecen a este grupo las redes telefónicas conmutadas y las redes especiales para transmisión de datos. Ejemplos de este tipo de redes son: la red de telefonía fija, la red de telefonía móvil, las redes de fibra óptica, etc. b) Clasificación de redes según su topología La topología o forma lógica de una red se define como la forma de tender el cable a estaciones de trabajo individuales. Esta clasificación tiene en cuenta la arquitectura de la red, es decir, la forma en la que se interconectan los diferentes equipos informáticos o usuarios a ella: Red en Estrella Descripción La red se une en un único punto; un concentrador de cableado o Hub que a través de él los bloques de información son dirigidos hacia las estaciones. Su ventaja es que el concentrador monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión interrumpida no afecta al resto de la red. La desventaja es que los mensajes son enviados a todas las estaciones, aunque vaya dirigido a una.

Red en estrella

Ventajas a) Posee un sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente. b) Reconfiguración rápida. c) Fácil de prevenir daños y/o conflictos. d) Centralización de la red. e) Fácil de encontrar fallos 1

Desventajas a) Si el hub (repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir. b) Es costosa, ya que requiere más cables que las topologías en bus o anillo. c) El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora. Red en Anillo. Descripción Las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo por medio de un cable común. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo. Cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo, si no está dirigida a él la pasa al siguiente nodo. La desventaja es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.

Red en anillo

Ventajas a) El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras. b) El rendimiento no decae cuando muchos usuarios utilizan la red. c) Arquitectura muy sólida. d) Facilidad para la fluidez de datos. Desventajas a) Longitudes de canales (si una estación desea enviar a otra, los datos tendrán que pasar por todas las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino). b) El canal usualmente se degradará a medida que la red crec e. c) Difícil de diagnosticar y reparar los problemas. d) Si se encuentra enviando un archivo podrá ser visto por las estaciones intermedias antes de alcanzar la estación de destino. e) La transmisión de datos es más lenta que en las otras topologías, ya que la información debe pasar por todas las estaciones intermedias antes de llegar al destino. Red en Bus Descripción Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable. A diferencia del anillo, el bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos en una red de bus transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información.

Red en bus

Ventajas a) Facilidad de implementación y crecimiento. b) Simplicidad en la arquitectura. c) Es una red que no ocupa mucho espacio. Desventajas a) Hay un límite de equipos dependiendo de la calidad de la señal. b) Puede producirse degradación de la señal. c) Complejidad de reconfiguración y aislamiento de fallos. d) Limitación de las longitudes físicas del canal. e) Un problema en el canal usualmente degrada toda la red. f) El desempeño se disminuye a medida que la red crece. g) El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados). h) Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes. 2

Red en Jerárquica Descripción Los nodos están colocados en forma de árbol. Es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas, con la diferencia que no tiene un nodo central sino 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 porque se comparte el mismo canal de comunicaciones.

Red en Jerárquica

Ventajas a) Cableado punto a punto para segmentos individuales. b) Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware. c) Facilidad de resolución de problemas. Desventajas a) Se requiere mucho cable. b) La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. c) Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. d) Es más difícil su configuración. e) Si se llegara a desconectar un nodo, todos lo que están conectados a ellos se desconectan también. Red en Malla Descripciòn Cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos 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.

Red en malla

Ventajas a) Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. b) No puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. c) Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores. d) Si falla un cable el otro se hará cargo del tráfico. e) No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento. f) Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos. g) Si desaparece no afecta tanto a los nodos de redes. Desventaja a) El costo de la red puede aumentar en los casos en los que se implemente de forma alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso de más recursos. Redes Híbridas. El bus, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar redes híbridas. a) Anillo en estrella. Se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo. b) Bus en estrella. El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un “bus” que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.

3

c) Estrella jerárquica. Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes

locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

c) Redes clasificado por su localización geográfica La localización geográfica de la red es un factor a tener en cuenta a la hora de diseñarla y ensamblar. Red de área personal (Personal Area Network-PAN). Es una red que se extiende pocos metros, limitada a un espacio en concreto; es una red utilizada en un lugar de trabajo para uso personal, por ejemplo en una oficina o vivienda. Las redes PAN pueden funcionar tanto a través de cables como también de forma inalámbrica. Red de área local (Local Área Network - LAN). Descripción Estas redes están formados por uno o varios segmentos de red conectados mediante dispositivos especiales. Son utilizadas por pequeñas y medianas empresas. Su cobertura suele abarcar como máximo un edificio. El medio de transmisión que se utiliza de forma general es el cable, aunque la transmisión también puede ser inalámbrica (WiFi).

Esquena de la red LAN

Redes de área local inalámbrica (Wireless Local Area Network - WLAN). Su funcionamiento es muy similar a la LAN, pero en este caso tiene la característica de ser inalámbrica. Hoy en día las redes WLAN han ganado mucho peso respecto a las redes LAN. Cada vez hay más dispositivos conectados sin cables. Esto lógicamente aporta ventajas, aunque también tiene sus inconvenientes como es la pérdida de calidad con la distancia. Para funcionar utilizan ondas de radio; de esta forma pueden llevar la información de un punto a otro. Necesita un router que esté conectado a Internet y a su vez este dispositivo es quien proporciona la conectividad inalámbrica al resto. Este tipo de redes están en zonas muy concretas y reducidas, como puede ser una vivienda. Red de campus (CAN). Una red de campus se extiende a otros edificios dentro del mismo campus o polígono industrial; por ejemplo, en campus universitario, empresas con una estructura similar, etc. Lo que hace es conectar redes de área local dentro de un área geográfica limitada. Las redes de cada edificio se conectan a un tendido de cable principal. La CAN se encuentra en una situación intermedia entre una LAN y una MAN. No es tan pequeña como la primera, pero tampoco es tan grande como la segunda.

4

Red de área metropolitana (Metropolitan Area Network - MAN). Descripción Una MAN se extienda dentro de una misma ciudad; puede constar de varios recursos públicos o privados, como el sistemas de microondas, sistema de telefonía o cables de fibra óptica. Una empresa local construye y mantiene la red, y la pone a disposición del público. Las LAN se pueden conectar a la MAN y utilizarla para transferir información entre redes de otras ubicaciones de la empresa dentro del área metropolitana. Una MAN es utilizada por ejemplo en un grupo de oficinas o edificios que se sitúan cerca unos de otros; puede ser un área geográfica de un municipio.

Esquema de redes MAN

Red de área extensa (World Area Network -WAN). Estas redes permiten unir redes a través de varias ciudades, regiones, países. Son utilizadas por grandes empresas que tienen dispersa su organización a lo largo del mundo. En redes WAN la propiedad no suele ser de la empresa propietaria de los dispositivos conectados, o al menos, una fracción significativa de los recursos de la red son ajenos. Los enlaces WAN son ofrecidos por empresas de telecomunicaciones que utilizan enlaces de líneas telefónicas estándar, líneas telefónicas modificadas para ofrecer un servicio más rápido, fibra óptica, microondas o vía satélite. Descripción

WAN

Red de área global (Global Area Network – GAN). Requieren de una infraestructura importante, ya que puede agrupar una gran cantidad de redes mediante cables submarinos o a través de satélite. Estas son algunas de las variedades de redes más importantes que podemos encontrar.

5

Virtual Private Network (VPN). Es una red de comunicación virtual que utiliza la infraestructura de una red física para asociar sistemas informáticos de manera lógica. En este sentido, se puede tratar de todos los tipos de redes expuestos anteriormente. Lo más común es utilizar Internet como medio de transporte, ya que este permite establecer la conexión entre todos los ordenadores a nivel mundial y, al contrario de lo que ocurre con las redes MAN o WAN privadas, está disponible de forma gratuita. La transferencia de datos tiene lugar dentro de un túnel virtual establecido entre un cliente VPN y un servidor VPN. Descripción Si se utiliza la red pública como medio de transporte, las Virtual Private Networks o redes privadas virtuales suelen cifrarse para garantizar la confidencialidad de los datos. Las VPN se emplean para conectar redes LAN en Internet o para hacer posible el acceso remoto a una red o a un único ordenador a través de la conexión.

Virtual Private Network

d) Clasificación de las redes atendiendo a la transferencia de la información.

Esta clasificación tiene en cuenta la técnica empleada para transferir la información desde el origen al destino. Por lo tanto, también depende de la topología de la red y, si se ha separado de la clasificación anterior, ha sido porque existen diferentes topologías que comparten el mismo método de transmisión a) Redes de difusión (multipunto) Descripción En este caso, un equipo o nodo envía la información a todos los nodos y es el destinatario el encargado de seleccionar y captar esa información. Esta forma de transmisión está condicionada por la topología de la red, ya que se caracteriza por disponer de un único camino o vía de comunicación que debe ser compartido por todos los nodos o equipos. Esto quiere decir que la red debe tener una topología en bus o anillo, o debe estar basada en enlaces por ondas de radio. Este es el tipo de transmisión utilizado en redes de área local. b) Redes conmutadas (punto a punto): Descripción Un equipo origen (emisor) selecciona un equipo con el que quiere conectarse (receptor) y la red es la encargada de habilitar una vía de conexión entre los dos equipos. Pueden seleccionarse varios caminos candidatos para esta vía de comunicación que puede o no dedicarse exclusivamente a la misma. Todos los computadores ponen a disposición de los demás los recursos que disponen, fundamentalmente discos e impresora.

6

Esquema de redes multipunto

Red punto a punto

Existen tres métodos para el establecimiento de la conexión y la transmisión de la información: a) Conmutación de circuitos: En este tipo de comunicación, se establece un camino único dedicado. La ruta que sigue la información se mantiene durante todo el proceso de comunicación, aunque existan algunos tramos de esa ruta que se compartan con otras rutas diferentes. La información se envía integra desde el origen al destino, y viceversa, mediante una línea de transmisión bidireccional. Una vez finalizada la comunicación, es necesario liberar la conexión. En general, se seguirán los siguientes pasos: Establecimiento de la conexión, transferencia de la información y la liberación de la conexión. Descripción Este método es el empleado en una llamada telefónica normal. Por ejemplo, se supone que se desea comunicar los equipos A y E. Inicialmente, se establece la conexión entre los dos ordenadores. La ruta que seguirá la información para llegar desde el equipo A hasta el E pasará por los nodos 1, 2 y 4. Una vez fijada la ruta se enviarán los datos. Cuando se finalice la transferencia de los datos, se liberará la conexión.

Conmutación de circuitos

1. Conmutación de paquetes: En este caso de conmutación, el mensaje que se quiere enviar se divide en fragmentos, denominado paquetes, cada uno de los cuales es enviado a la red y circula por ésta hasta que llega a su destino. Cada paquete se encamina de manera independiente de los demás; es decir, cada fragmento puede seguir una ruta diferente. Cada paquete tendrá que incluir, a parte de la información a transmitir, las direcciones que identifican al origen y al destino. En este caso, la red no puede controlar el camino seguido por los paquetes, ni asegurar el orden de llegada a destino. Por tanto, el receptor debe ser capaz de reordenar los paquetes. Este tipo de comunicación es la utilizada en Internet. 2. Conmutación de mensajes: Descripción La información que envía el emisor se aloja en un único mensaje con la dirección de destino. El emisor debe enviar primero el mensaje a un nodo intermedio que lo almacena en una cola con otros mensajes que haya recibido. Cuando llega su turno y haya un camino libre, reenviará el mensaje a otro nodo y este nuevo nodo lo enviará a su vez a otro y así las veces que sean necesarias hasta llegar a su destino. El mensaje deberá ser almacenado por completo, y de forma temporal en los nodos intermedios, por lo que estos nodos deben tener una gran capacidad de almacenamiento.

Conmutación de mensajes

e) Clasificación de las redes atendiendo a la relación funcional

La principal función de las redes consiste en que los computadores de la red puedan compartir recursos entre todos los usuarios autorizados del sistema, mediante el intercambio de tramas de datos entre los distintos equipos conectados a las líneas de transmisión. La capacidad ofrecida por un computador a otros en una red se llama servicio o recurso. Los ordenadores que usan un servicio se llaman clientes y los que lo ofrecen se denominan servidores. 7

Hay dos maneras fundamentales de establecer la conexión de los ordenadores en la red según la ubicación de los recursos: Redes entre iguales o Peer to Peer (P2P) Descripción Cualquier ordenador puede ser cliente y/o servidor. No está claramente definida tal función. Todos los ordenadores ponen a disposición de los demás los recursos que disponen, fundamentalmente discos e impresora. Esta estructura es muy simple pero se hace difícil el control de los recursos.

Redes peer to peer

Redes Cliente-Servidor Descripción En este tipo de distribución están claramente definido los computadores que son servidores y cuáles clientes. En este caso se privilegia a uno o varios ordenadores confiriéndoles capacidades añadidas en forma de servicios, denominándose servidores o servers. El resto de los ordenadores solicitan servicios a estos servidores que estarán especializados en la función para la que fueron diseñados creando así una estructura centralizada. Este tipo de organización es mucho más fácil de administrar. Ejemplos de servidores: Impresión, discos (o archivos), aplicaciones, web, correo electrónico, fax, etc. Incluso se puede considerar redes híbridas donde se combinan los dos modelos.

8

Modelo cliente/servidor...