ap-2007-parte 2

Redes: Clasificación y factores involucrados en su funcionamiento

UNaF - FAENSeminario de Aplicaciones de Informática

Clasificación de las redes deClasificación de las redes de computadoras, factores involucradoscomputadoras, factores involucrados

en su funcionamientoen su funcionamiento

ObjetivosObjetivosDespués de estudiar este módulo el alumno será capaz de:

Describir las diferencias entre LAN, MAN, WAN Y PAN y conocer sus características.Clasificar las redes según su topología.Explicar las diferencias entre los distintos diseños de redes punto a punto.Explicar las diferencias entre los varios diseños de redes de difusión.Explicar las funciones que los siguientes conceptos juegan en las redes: enrutamiento, confiabilidad, interoperabilidad y seguridad.Conocer los tipos de estándares de redes.Explicar la diferencia entre comunicación de datos y telecomunicaciones.

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Clasificación de las redesClasificación de las redesHay muchos tipos diferentes de redes de computadoras. Las diferencias entre ellas surgen de distintos enfoques. Por ejemplo, las redes de computadoras son frecuentemente clasificadas según el área geográfica que abarcan (redes de área local, redes de área metropolitana y redes de área amplia o extendida), sus topologías (por ejemplo, punto a punto o de difusión), el tipo de rutas de comunicación que usan y la manera en que los datos son transmitidos a lo largo de esa ruta (por ejemplo, por circuito conmutado o paquete conmutado) o su carácter (redes públicas o redes privadas).

Podemos encontrar otras clasificaciones según distintos autores.

Por el área que abarcanPor el área que abarcan

Uno de los aspectos más estudiados de las redes, son sus características dependiendo de la cobertura geográfica que tengan. Encontraremos redes de distintas magnitudes, que en cada caso, se llaman:

Redes de área local (LAN por Local Área Network). abarcan el área geográfica de un edificio, o un área de pocos kilómetros.Redes de área urbana (MAN por Metropolitan Área Network): abarcan el área geográfica de una ciudad y generalmente interconectan redes LAN.Redes de área extensa (WAN por Wide Área Network): tienen una cobertura más amplia que una ciudad, por ello también se las llama interurbanas aunque este calificativo no logre abarcar realmente que son ilimitadas. Redes de área personal (PAN por Personal Área Network): que se refiere a las pequeñas redes de computadoras que se encuentran en casas privadas.

Redes LAN Redes LAN En general es una red privada que interconecta recursos de computadoras dentro de un área de cobertura geográfica de tamaño moderado Esto puede incluir una oficina, varias oficinas dentro de un edificio o varios edificios en un campus. Como el término de “tamaño moderado” no está bien definido, algunos autores cuantifican el rango de una LAN restringiéndolo a unos cuantos kilómetros. Una organización profesional, el Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE), cuantifica la longitud de una LAN igual a 10 Km o menos de radio.

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No deben tomarse las distintas clasificaciones como absolutas, ya que en una red lo más seguro es encontrar una combinación de las posibilidades que nos brindan cada una de estas clasificaciones.



Una oficina…

Varias oficinas dentro de un edificio…

O un área de pocos kilómetros, por ejemplo un campus universitario, una fábrica con varios edificios dentro del mismo recinto, una empresa,…

La mayoría de las redes empresariales o institucionales son locales.

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Múltiples oficinas



Una red de área local LAN también puede interconectarse con otras redes MAN (redes de área metropolitana) y/o WAN (redes de área extensa), las que veremos a continuación.

Una LAN se diferencia de otro tipo de redes por las siguientes características:Una restricción geográfica: El ámbito de una oficina, la planta de un edificio, un edificio entero e incluso un campus universitario: depende de la tecnología con que esté construido.La velocidad de transmisión debe ser relativamente elevada.La red de área local debe ser privada, toda la red pertenece a la misma organización.Fiabilidad en las transmisiones. La tasa de error en una red de área local debe ser muy baja. Son por tanto redes muy seguras. Tecnología de transmisión: Normalmente este tipo de redes suelen ser redes de difusión.Topología: Debido a su tecnología de transmisión las topologías más usuales para este tipo de redes son la de bus y anillo.

Redes MANRedes MANSon redes con cobertura urbana concebidas inicialmente para vincular distintas redes LAN entre ellas, formando lo que se denomina una intranet. Son redes de ordenadores de tamaño superior a una LAN pero inferior a una

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WAN, soliendo abarcar una mayor área geográfica, como puede ser el entorno de una ciudad o distrito.

Son típicas de empresas y organizaciones que poseen distintas oficinas repartidas en una misma área metropolitana. Por ejemplo una gran organización de negocios con edificios localizados por toda una ciudad. Si cada edificio tiene su propia LAN independiente, y si esas LAN están conectadas entre sí, la red resultante puede ser considerada una MAN, ya que todos los edificios están localizados dentro de la misma área metropolitana.

Algunas características:

Su tasa de error (proporción entre los bits erróneos y los bits totales transmitidos), aun estando por encima de la tasa de una red de área local, no llega a tener las limitaciones de las redes de área extendida.Mediante la interconexión de redes LAN se distribuye la información a los diferentes puntos de la ciudad o distrito. Bibliotecas, universidades u organismos oficiales suelen interconectarse mediante este tipo de redes.

Tienen ámbitos geográficos más reducidos que las WAN y una mayor capacidad de transferencia.

Redes WANRedes WAN

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En contraste con una LAN, una red de área extensa (WAN) interconecta recursos de computadoras que están ampliamente separadas geográficamente (por lo común más de 100 km). Esto incluye pueblos, ciudades, estados y países. Una Wan puede considerarse como una colección de LAN y MAN. Cubren grandes regiones geográficas como un país, un continente o incluso el mundo. Para poder hacerlo, se valen generalmente de redes públicas y privadas, utilizando todo tipo de medios: no tangibles, como satélites y radio enlaces, y tangibles, como pares de cobre, coaxiales y fibras.

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Un ejemplo sería el de una empresa que tiene una LAN formada por varias computadoras en las oficinas de marketing, ventas, compras y contaduría, y sus empleados usan la red para comunicarse entre ellos y acceder a la base de datos que se tiene de los clientes, proveedores, stock y ventas efectuadas. Hasta aquí es una red LAN, pero ahora imaginemos que esta empresa es multinacional y tiene sucursales en otros países, con las que comparte datos de ventas y estadísticas; además, los empleados intercambian experiencias mediante grupos de opinión, los gerentes participan de videoconferencias, etc. Aquí, ya tenemos una red WAN, compuesta por varias LAN de cada una de las sucursales.



Son necesariamente utilizadas para poder comunicarse más allá de un edificio, cuando no existe una MAN, o más allá del alcance de la MAN, y por lo tanto dan servicios de todo tipo.

Las características principales de estas redes son:

Tamaño: no está restringido, por lo que es más difícil limitar el tiempo de transmisión.

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Una red de área extensa, no tiene limitaciones geográficas. Puede conectar equipos y otros dispositivos situados en extremos opuestos del planeta.

El mejor ejemplo de una red de área extensa es Internet.El mejor ejemplo de una red de área extensa es Internet.



Tecnología de transmisión: los canales troncales comunican cada subred como un canal punto a punto, mientras que cada subred puede tener distintas tecnologías de transmisión.Topología: debido a la heterogeneidad de las subredes, este tipo de redes pueden adoptar cualquiera de las topologías.Las WAN usan habitualmente como líneas de transmisión, las líneas telefónicas (líneas públicas) y los servicios de conexión con el proveedor de Internet para intercomunicar sus computadoras. Normalmente no existen límites respecto de la cantidad de usuarios; por ejemplo, Internet es considerada una red WAN con millones de computadoras interconectadas.Estas redes tienen menor velocidad en las comunicaciones:

Porque tienen mayores problemas de interferencias. (las WAN pueden lograr distancias grandes a costa de velocidades de transmisión bajas). Porque la velocidad se ve degradada por el uso de protocolos (lenguajes de comunicación) más pesados y complejos, pues los paquetes de datos que viajan a través de las redes de comunicación deben poseer la información necesaria para que se puedan enrutar a través de las diferentes subredes (y así llegar a la dirección correcta) y retransmitirlos en caso de que se pierdan durante el trayecto.

El cableado que interconecta las computadoras tiene generalmente uso compartido y es prestado por empresas de telecomunicaciones (públicas o privadas), que lo ofrecen como un servicio más, a un costo generalmente alto. Este servicio puede incluir tramos con enlaces de microondas y satélites, sobre todo al interconectar computadoras que están en diferentes continentes o países.La capacidad de transmisión de estas líneas suele ser menor que las utilizadas en las redes de área local. (son compartidas por muchos usuarios a la vez, lo que exige un acuerdo en los modos de transmisión y en las normas de interconexión a la red).Los diseñadores de una red de área extensa deben tener en cuenta una serie de especificaciones legales, políticas, económicas, etc., ya que se trata de un ámbito geográfico extenso, incluso internacional y público.Las tasas de error en las transmisiones en las redes de área extensa son mayores (unas mil veces superior) que su equivalente en las redes de área local.

Si la comparamos con una LAN…

Redes de área local (LAN)Redes de área local (LAN) Redes de largo alcance (WAN)Redes de largo alcance (WAN)

Distancias inferiores a unos pocos kilómetros.

Distancias de hasta miles de kilómetros.

Velocidades típicas superiores a 10 Mbps.

Velocidades típicas de acceso inferiores a 10 Mbps.

Suelen ser privadas y administradas por sus propietarios.

Generalmente son públicas y administradas por empresas u organismos nacionales.

Suelen emplear comunicaciones digitales sobre cables propios.

Habitualmente emplean comunicaciones digitales y analógicas.

Tasas de error bajas. Tasas de error altas.Suelen emplear redes broadcast. Suelen emplear enlaces punto a

punto.

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Redes PANRedes PANSe refiere a las pequeñas redes de computadoras que se encuentran en casas privadas. El relativamente bajo costo de las computadoras y el resultante número creciente de casas con varias computadoras han generado la necesidad de las PAN ya que los usuarios de las computadoras caseras se han dado cuenta de la conveniencia de interconectarlas. Por ejemplo, las PAN pueden interconectar múltiples computadoras caseras a la misma impresora, eliminando así la necesidad de comprar impresoras separadas para cada computadora. Las PAN pueden también permitir a los usuarios de computadoras caseras usar un servidor de archivos en el que pueden disponer el software de aplicación y los datos de usuario, pero que sean accesibles desde cualquier máquina conectada a la red casera. Las PAN también proporciona a todos los miembros de un hogar un acceso conveniente a los recursos caseros compartidos de computadora desde sus cuartos privados (por ejemplo, el dormitorio, la oficina casera, o el comedor).

Clasificación de redes por su topologíaClasificación de redes por su topología

Otra manera de clasificar las redes es por su topología, que describe el diseño básico de una red. La topología de una red es muy parecida a un mapa de caminos. En ella se detalla cómo están interconectados los componentes de una red. La topología de una red es comparable a los planos de una nueva casa en que los componentes (como el sistema eléctrico, el sistema de calefacción y aire acondicionado, y el sistema de plomería) están integrados en el diseño completo.

La Topología, se define entonces, como el patrón de interconexión entreLa Topología, se define entonces, como el patrón de interconexión entre nodos de una red informática.nodos de una red informática.

Hay tres esquemas generales de interconexión:Hay tres esquemas generales de interconexión:

Punto a puntoDe difusión yMultiterminal

Redes punto a puntoRedes punto a puntoUna red punto a punto consiste en nodos que sólo pueden comunicarse con nodos adyacentes. Los nodos adyacentes son nodos próximos entre sí.

A B A B C C

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Los nodos de red, necesitan estar conectados para comunicarse. A la forma en que están conectados los nodos se le llama topología.



Ejemplo del diseño de una red punto a punto.

Una características de las redes punto a punto es la adyacencia: los nodos pueden comunicarse sólo con los nodos contiguos a ellos. Así, el nodo A puede comunicarse sólo con el nodo B, el nodo C puede

comunicarse sólo con el nodo B y el nodo B con A y C. Si los nodos A y C necesitan comunicarse entre sí, lo hacen mediante el nodo B, que es adyacente a A y a C.

Una red punto a punto podría consistir en miles de nodos conectados a nodos adyacentes, conectados a su vez a otros nodos adyacentes, y así sucesivamente. Si un nodo necesita comunicarse con un nodo no adyacente, lo hace de manera indirecta a través de otros nodos adyacentes. El nodo fuente transmite primero un mensaje al nodo adyacente. Este mensaje pasa entonces en serie a través de cada nodo intermedio hasta que llega finalmente al nodo destino. El proceso de pasar datos a través de un nodo adyacente a otro nodo se llama puenteo o enrutamiento, dependiendo del procedimiento de paso usado para transferir la información (puenteo y enrutamiento se analizarán más adelante).

Varias topologías de redes se basan en el diseño punto a punto. Tres topologías muy comunes punto a punto son:

La EstrellaEl Bucle yEl Árbol.

Topología en estrellaTopología en estrellaEn la topología en EstrellaEstrella, todos y cada uno de los nodos de la red están conectados a un núcleo central de procesamiento llamado concentrador, (también conocido como Hub), que sirve como un centro de cableado para los nodos conectantes, formando así una estrella física. La función del nodo central es recibir la señal enviada por una computadora y hacerla llegar a las demás.

Para que los nodos se comuniquen entre sí, todos los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador, desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central (Hub), pasa toda la información que circula por la red. Esta es la función principal del concentrador de red, así permite agilizar la transmisión de la información. En consecuencia, un núcleo representa una sola fuente de falla.

Una configuración en estrella simple Una configuración típica con núcleo

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Núcleo o conmutador



La red en estrella ofrece la ventaja de centralizar los recursos y la gestión. Sin embargo, como cada equipo está conectado a un punto central, esta topología requiere una gran cantidad de cables en una gran instalación de red. Además, si el punto central falla, cae toda la red.En una red en estrella, si falla un equipo (o el cable que lo conecta al hub), el equipo afectado será el único que no podrá enviar o recibir datos de la red. El resto de la red continuará funcionando normalmente.

La figura nos muestra una red con topología en Estrella. Se puede apreciar que cuando una computadora efectúa una transmisión, el Hub reenvía la señal al resto de las computadoras

conectadas a él.

Este tipo de red cuenta con algunas ventajas por sobre la topología en Bus.

Las ventajasLas ventajas de armar una red bajo la topología en EstrellaEstrella son:Gran facilidad de instalación.Es muy fácil incorporar o quitar una nueva computadora en la red.La ruptura del cableado afecta sólo al nodo que interconectaba.Es muy fácil detectar cuál es el cable que está dañado.

Las desventajasLas desventajas:La cantidad de cableado requerido es bastante alta, lo que a su vez repercute en el costo final de la instalación.La compra del Hub también repercute en el costo.La ruptura del Hub afecta toda la red, provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados.

Topología en bucleTopología en bucleUna red en bucle es una versión modificada de una estrella. En un bucle, los nodos están conectados por medio de cables dedicados en lugar de un núcleo centralizado. La figura nos muestra un ejemplo de bucle simple. Esto implica sólo una conexión entre dos nodos cualesquiera. Observe que la falla de un enlace simple no ocasiona que falle toda la red. Los bucles son entonces más confiables que las estrella.

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Cableado Computadora que

inicia la transmisión

Propagación posterior.



Si cada nodo tiene un enlace a cada uno de los otros nodos tenemos un bucle completo. En un bucle completo, cada nodo es adyacente a cualquier otro nodo. A un bucle completo también se le llama diseño completamente enmallado, y un bucle parcial es llamado por lo común diseño parcialmente enmallado. Es un diseño muy confiable y más caro.

La configuración en bucle completo, proporciona rutas redundantes a través de la red de forma que si un cable falla, otro transporta el tráfico y la red sigue funcionando.

La desventaja física principalLa desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora.

Topología de Árbol / Tree o jerárquicaTopología de Árbol / Tree o jerárquicaFue una de las primeras topologías diseñadas para redes locales (red inicial de PCs de IBM) y una de las más utilizadas en redes Wan.

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Esta topología comienza en un punto denominado cabezal o raíz (headend). Uno ó más cables pueden salir de este punto y cada uno de ellos puede tener ramificaciones en cualquier otro punto. Una ramificación puede volver a ramificarse. En otras palabras consiste en un conjunto de subredes estrella conectadas a un bus. Esta topología facilita el crecimiento de la red.

Ejemplo de topología jerárquica de dos niveles. Cada núcleo tiene por lo menos un puerto de enlace hacia arriba, que lo conecta a un núcleo de nivel superior; cada puerto puede usarse como un puerto de enlace hacia abajo para conectarlo a un nodo extremo o a un núcleo de

nivel inferior.

En resumen, una topología de árbol es una configuración jerárquica. Ella consiste en un nodo raíz o núcleo que está conectada a nodos o núcleos de segundo nivel. Estos dispositivos de nivel 2 están conectados a dispositivos de nivel 3, que a su vez están conectados a dispositivos de nivel 4.

Ventajas de la topología de árbolVentajas de la topología de árbolFacilidad para cubrir áreas extensas (lo que la faculta para establecer entornos de redes WAN).Cableado punto a punto para segmentos individuales. Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

Inconvenientes de la topología de árbolInconvenientes de la topología de árbolLa medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo. Es más difícil la configuración. Posibilidad de cuellos de botella en un nodo jerárquico por el que pase un tráfico elevado.

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arriba

arriba

Núcleo (Nivel 1)

Núcleo (Nivel 2)

Núcleo (Nivel 3)

arriba



Redes de difusión (broadcast)Redes de difusión (broadcast)Una red de difusión consiste en nodos que comparten un solo canal de comunicación.

Configuración bus típica. Ejemplo de una topología basa en un diseño de difusión.

En contraste con un diseño punto a punto, los datos enviados por una máquina son recibidos por todos los demás nodos conectados al canal compartido. Los anfitriones que reciben una transmisión verifican quién es el receptor del mensaje y determinan si es para ellos. Esto lo hacen examinando la dirección de destino del mensaje. Los anfitriones que no son los receptores pretendidos descartan el mensaje. Así, sólo el nodo destinatario responde. Como ejemplo consideremos un salón de clase con un profesor y 50 estudiantes. Si el profesor hace a un estudiante una pregunta, los 50 estudiantes oyen la pregunta pero sólo el estudiante elegido responde. Esto es semejante a una red de difusión o broadcast.

Comparemos el ejemplo con una comunicación punto a punto. Supongamos que una estudiante, Patricia, quiere decir a su novio, Daniel, quien está sentado tres filas a un lado y tres asientos detrás de Patricia, que la espere al terminar la clase. Para pasar el mensaje a Daniel, Patricia se dirige a María, y le dice “decile a Daniel que espere a Patricia al terminar la clase”. María se dirige a la persona próxima a ella y le dice “decile a Daniel que espere a Patricia al terminar la clase”. Este mensaje continúa pasando de una persona a la próxima hasta llegar a Daniel. Éste es un ejemplo de un diseño punto a punto.

Características de las redes de difusiónCaracterísticas de las redes de difusiónEn un diseño de difusión, hay tres tipos diferentes de mensajes:

Mensaje unirreceptor, que se destina a un solo receptor.Mensaje multirreceptor, que se destina a un grupo de receptores. Un nodo “sabe” que está en un grupo multirreceptor, su software de operación de la red le “pide” que escuche los mensajes multirreceptores para el grupo. En muchos casos, el sistema emisor del grupo multirreceptor no sabe qué nodos son miembros del grupo.Mensaje de difusión o broadcast, que está destinado a todos los anfitriones conectados a la red. Un mensaje de difusión es un mensaje especial multirreceptor.

Distinguir entre los diferentes tipos de mensajes depende del protocolo. Algunas series de protocolo no usan difusión y sólo usan multirreceptor. Otras no usan multirreceptor y usan difusión para las necesidades de direccionamiento de grupos.

Otra característica de las redes de difusión es el concepto de contención. Como todos los nodos comparten el mismo canal de comunicación, ellos deben contender

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por el canal cuando transmiten. En consecuencia, las redes basadas en difusión requieren algún método para controlar aquellos casos en que dos o más nodos intentan transmitir datos al mismo tiempo. Se han desarrollado muchos protocolos para resolver tales dificultades entre los nodos.

Topologías de las redes de difusiónTopologías de las redes de difusiónLas redes de difusión emplean varias topologías. Dos en particular son bus y anillo. Los sistemas de comunicaciones en satélite son también de difusión.

Topología en BusTopología en BusLa topología en bus, a menudo, recibe el nombre de bus lineal, porque los equipos se conectan en línea recta. Éste es el método más simple y común utilizado en las redes de equipos.

Consta de un único cable llamado segmento central (trunk; también llamado backbone o segmento) que conecta todos los equipos de la red en una única línea. Dicho cable propaga las señales recibidas hacia ambas direcciones.

Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus.

Comunicación en el busComunicación en el bus¿Cómo se envían los datos en este tipo de topología?

Envío de la señal. Envío de la señal. Los datos armados en paquetes o tramas, con la dirección origen (la de la computadora emisora) y la dirección de destino (computadora

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Propagación posterior

Computadora emisora

Nodos

Terminador

Backbone Cable



receptora), en forma de señales electrónicas se envían a todos los equipos de la red.

La información sólo es aceptada por aquel equipo cuya dirección coincida con la dirección codificada en la señal original. Los restantes equipos rechazan los datos.

En cada momento, sólo puede haber un equipo enviando mensajes. Como en cada momento sólo puede haber un equipo enviando datos en

una red en bus, el número de equipos conectados al bus afectará al rendimiento de la red. Cuantos más equipos haya en un bus, más equipos estarán esperando para transmitir datos por el bus y la red será más lenta.

Los equipos conectados a un bus o transmiten datos a otros equipos de la red o están escuchando datos procedentes de otros equipos de la red. No son responsables de pasar datos de un equipo al siguiente. Por consiguiente, si falla un equipo, esto no afecta al resto de la red.

Rebote de la señalRebote de la señal. Como los datos, o la señal electrónica, se envían a toda la red, viajan de un extremo a otro del cable, por tanto, la señal debe ser detenida una vez que haya tenido la oportunidad de alcanzar la dirección de destino correcta y no continúe ininterrumpidamente.TerminadorTerminador. Para ello se coloca un componente denominado terminador en cada uno de los extremos del cable para absorber las señales libres. Al absorber la señal se libera el cable para que otros equipos puedan enviar datos. Todos los extremos de cada segmento de la red deben estar conectados a un terminador.

Interrupción de la comunicación en la redInterrupción de la comunicación en la redSi el cable es separado físicamente en dos partes o se desconecta un extremo del mismo, se produce una rotura en el cable. En cualquiera de estos casos, uno o ambos extremos del cable no tendrán un terminador, la señal rebotará y la actividad de la red se detendrá. Ésta es una de las posibles razones por las que una red puede “caer”.

Los equipos de la red seguirán pudiendo funcionar como equipos aislados; sin embargo, mientras el segmento esté interrumpido, no podrán comunicarse entre sí ni acceder a los recursos compartidos. Los equipos del segmento caído intentarán establecer una conexión; mientras lo hagan, el rendimiento de las estaciones será más lento.

Como ventajas de emplear una topología en Bus ventajas de emplear una topología en Bus podemos señalar:La facilidad de instalación y mantenimiento.La facilidad de incorporar y quitar computadoras, u otros nodos a la red.Requiere menor cantidad de cableado que en otras topologías.El software de comunicaciones no necesita incluir algoritmos de routing (ruteo).

Sus principales inconvenientesinconvenientes son:Toda la red se caería (quedaría inoperativa por completo) si hubiera una ruptura en el cable principal.

Es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes.

Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae". No se debe utilizar como única solución en un gran edificio.

Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos.

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Cuando se decide instalar una red de este tipo en un edificio con varias plantas, lo que se hace es instalar una red por planta y después unirlas todas a través de un bus troncal.

Topología en anilloTopología en anilloEn una configuración en anillo, todos los nodos están conectados al mismo anillo, que sirve como el medio compartido. Las redes basadas en anillos pueden diseñarse físicamente como una estrella o como un simple bucle. Al diseño en estrella se le llama formalmente anillo lógico sobre una estrella física, y al diseño en bucle simple se le llama formalmente anillo lógico sobre un anillo físico.

Las redes basadas en anillos representan una topología con base en un diseño de difusión o broadcast. Los anillos pueden ser configurados como un anillo lógico sobre una estrella física

o como un anillo lógico sobre un anillo físico.

En una topología de anillo clásico, los mensajes pasan de nodo a nodo alrededor del anillo. El sentido de rotación puede ser horario o antihorario (o ambos) dependiendo de la tecnología.

A diferencia de la topología en bus, no existen finales con terminadores. La señal viaja a través del bucle en una dirección, y pasa a través de cada equipo que puede actuar como repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo. El fallo de un equipo puede tener impacto sobre toda la red.

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11

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1, 2, 3 Pasos a seguir

En una topología en anillo aunque los datos pasan de nodo a nodo, los anillos no son una topología punto a punto porque todos los nodos comparten el mismo canal de comunicación. Así, entonces, lógicamente, la topología de un anillo implica nodos que comparten el mismo canal de comunicaciones, pero físicamente las comunicaciones son punto a punto.



Uno de los métodos para transmitir datos alrededor de un anillo es el llamado "paso de testigo" (un testigo es una secuencia especial de bits que viajan alrededor de una red Token Ring. Cada red tiene únicamente un testigo). El testigo es pasado de equipo en equipo hasta que llega a un equipo que tiene datos que enviar. El equipo emisor modifica el testigo, pone una dirección electrónica en los datos y los envía por el anillo.

Los datos pasan por cada equipo hasta llegar al que tiene la dirección que coincide con la dirección implantada en los datos. El equipo receptor devuelve un mensaje al equipo emisor, indicando que los datos han sido recibidos. Después de la verificación, el equipo emisor crea un nuevo testigo y lo libera en la red. El testigo circula por el anillo hasta que una estación necesita enviar datos.

Puede parecer que el pase de testigo requiere mucho tiempo, pero el testigo viaja realmente a una velocidad cercana a la de la luz. Un testigo puede circular por un anillo de 200 metros de diámetro alrededor de unas 477.376 veces por segundo.

Las ventajas de la topología en AnilloLas ventajas de la topología en Anillo:Las redes de este tipo son más estables respecto del tiempo que se tarda en distribuir las señales. Es sencillo incorporar nuevas estaciones al Anillo aunque el tamaño de éste no puede crecer indefinidamente.El software es sencillo al no necesitar algoritmos de encaminamiento.Los retrasos suelen ser pequeños.

Las desventajas:Las desventajas:La ruptura de una computadora invalida el funcionamiento de toda la red.Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red. Es difícil de instalar. Requiere mantenimiento.

SatéliteSatéliteEn un sistema de comunicación por satélite, las transmisiones de datos de una antena terrestre al satélite son generalmente punto a punto. Sin embargo, todos los

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nodos que son parte de la red pueden recibir la transmisión de enlace hacia abajo del satélite, que es una difusión del satélite orbitante a una o más estaciones terrestres. Por ello, los sistemas de comunicación por satélite son clasificados como

sistemas de difusión. Por ejemplo, en algunos países, entre ellos Estados Unidos tienen capacidades de enlace hacia abajo. Siempre que un programa educativo es difundido a través de un sistema de satélite, las escuelas que desean recibir esta transmisión simplemente sintonizan sus receptores a la frecuencia apropiada.

sus topologías (por ejemplo, punto a punto o de difusión), el tipo de rutas de comunicación que usan y la manera en que los datos son transmitidos a lo largo de esa ruta (por ejemplo, por circuito conmutado o paquete conmutado) o su carácter (redes públicas o redes privadas).

Redes multiterminalesRedes multiterminales

En algunos tipos de redes, especialmente redes de fábricas y aquellas usadas para controlar actividades en tiempo real (por ejemplo, compañías generadoras de redes de energía), se usa con frecuencia un concepto particular de diseño llamado red de multiterminales. Las redes de multiterminales emplean típicamente un concepto

maestro/esclavo, en donde un nodo es el maestro de la red y todos los otros nodos son esclavos.

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A

B C D E



En una topología de red multiterminal, todos los nodos están conectados a un medio común. Si se utiliza el concepto maestro-esclavo, donde un nodo es el maestro designado y todos los

otros nodos son esclavos, el maestro controla todas las funciones de la red y los esclavos solicitan del maestro acceso a la red. En este ejmplo, en nodo A es el maestro, y los nodos B,

C, D y E son esclavos.

En esta disposición, el maestro controla las funciones de la red y los esclavos solicitan al maestro acceso a la red. Los nodos están conectados a una planta de cable común similar a un diseño en bus, pero, a diferencia de las redes bus, a los nodos multiterminales se les asigna un número específico para fines de comunicación. Este número es también usado para establecer prioridad sobre cuándo en un sistema es permitido comunicarse con el sistema de control maestro. Esto permite el control total sobre la priorización del tráfico sobre la red, así como el control total sobre el uso de la red. Las redes multiterminales son populares sólo en fábricas porque no son demasiado rápidas para trabajar bien en oficinas donde los usuarios podrían querer compartir grandes drives de disco y aplicaciones. Ellas se usan por lo común para operaciones de rastreo (por ejemplo, códigos de barras). Las redes multiterminales son vistas también a menudo en antiguas (aproximadamente de principios de los años ochenta) redes de terminales usadas para reducir los costos.

Naturalmente que cuando un diseñador de una red se plantea la topología a utilizar lo primero que debe de analizar son los objetivos que se persiguen, y que pueden incluir aspectos como:

La fiabilidad de la redLa fiabilidad de la red. Es decir, utilizar una topología que haga que la red sea lo más fiable posible, que responda a lo que el usuario le pide. Con frecuencia otro objetivo será el poder tener caminos alternativostener caminos alternativos para el caso de que algunos caminos de la red queden indisponibles. Distribución de los equipos a interconectarDistribución de los equipos a interconectar, factor que incide en la cantidad de cableado requerido, y en consecuencia en el costo.Facilidad de instalación.Facilidad de instalación.Capacidad de expansiónCapacidad de expansión, es decir la facilidad de modificación y adaptación a los futuros cambios de la red. Se debe diseñar una intranet teniendo en cuenta la escalabilidad. Tipo de aplicaciones que se van a ejecutar. Tipo de aplicaciones que se van a ejecutar. El tráfico que va a soportar la red localEl tráfico que va a soportar la red local. La forma y velocidad con que viajan los datos en la red.Como en toda red, un objetivo básico deberá ser la deteccióndeberá ser la detección y, en su caso, recuperación de los errores (fallos) en la transmisión.recuperación de los errores (fallos) en la transmisión. Es decir:

La facilidad de detectar la causante de un fallo. La cantidad de fallos producidos en la red. La cantidad de computadoras que quedan imposibilitadas de trabajar

al producirse un fallo general en la red, el servidor o el cableado. La facilidad de reparar dichos fallos.

Finalmente en todo diseño, igualmente en el de la topología, intervendrán en gran medida factores de coste.factores de coste.

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El costo del cableado requerido.El coste que se quiere dedicar al mantenimiento y actualización de la red local. …….

Clasificación de redes por el tipo de rutas de Clasificación de redes por el tipo de rutas de comunicación y la manera en que los datos son comunicación y la manera en que los datos son transmitidostransmitidos

Además del área geográfica y la topología, las redes pueden también clasificarse por el tipo de trayectoria de las comunicaciones que usan y la manera en que los datos son transmitidos. En los procesos de comunicación subyace necesariamente una idea muy importante: la conmutación. Efectivamente, para que se produzca una comunicación debe haber una conexión entre emisor y receptor. Pero esto no es suficiente. Además, hay que arbitrar una serie de mecanismos para que emisor y receptor puedan intercambiar información. Esto exige un modo concreto de utilizar la línea de comunicación y una metodología de intercambio de información. Si a esto le añadimos la dificultad de poseer líneas privadas y dedicadas con exclusividad, habrá que resolver eficazmente el modo en que la red de comunicaciones opera, para hacer llegar los datos a su destino con un grado razonable de seguridad.

Las técnicas utilizadas en las redes de comunicaciones que establecen conexiones entre equipos y efectúan el reparto de las informaciones entregadas a la red se denominan técnicas de conmutación.

Atendiendo a estas técnicas de conmutación, tres clasificaciones son posibles:

Conmutación de circuitosConmutación de mensajes yConmutación de paquetes.

Las redes conmutadas implican una topología parcial o totalmente enmallada y usan dispositivos especiales de red llamados conmutadores para interconectar los enlaces entre nodos fuente y nodos destino.

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No se debe confundir el término topología con el de arquitectura. La arquitectura de una red engloba:

La topología. La topología. El método de acceso al cable.El método de acceso al cable. Protocolos de comunicaciones. Protocolos de comunicaciones.



Conmutación de circuitosConmutación de circuitosDos equipos que desean comunicarse a través de una red de comunicación que opera con la técnica de conmutación de circuitos deben:

Establecer primero un circuito físico, dedicado entre los nodos fuente y destino antes de que cualquier transmisión de datos tenga lugar. Además, este circuito permanece en posición durante una transmisión. El sistema de teléfonos públicos es un ejemplo de una red de circuito conmutado. Cuando hacemos una llamada telefónica se establece una trayectoria de comunicación física directa entre nuestro aparato telefónico y el receptor. Esta trayectoria es una conexión punto a punto que interconecta los conmutadores de la compañía de teléfonos, que están localizados por toda la red telefónica.

Una vez establecido, el circuito se dedica exclusivamente a la transmisión en curso.Antes de proceder a la comunicación, los equipos deben establecer la conexión a través de un procedimiento de llamada. Cuando termina la transmisión, este circuito dedicado es entonces liberado y queda disponible para otra transmisión de comunicación.

Se pueden usar los mismos circuitos para diferentes transmisiones, aunque no al mismo tiempo.

Un ejemplo de red por conmutación de circuitos es la red telefónica básica. Cuando un usuario de la red quiere comunicarse con otro, marca el número de teléfono del destinatario produciendo una llamada. Cuando el destinatario descuelga ya se puede producir la comunicación: ambos usuarios tienen la seguridad de que están conectados a través de una línea o varias que tienen continuidad mientras no se produzca la desconexión.

Como ejemplo en una red de computadoras, considera el diseño punto a punto totalmente enmallado, que se muestra en la figura. Si una trayectoria de

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EMISOR

RECEPTOR

nodo

nodo

nodo



comunicaciones se establece entre los nodos 1 y 3 al interconectarlos en las 1-2-4-3, entonces esos enlaces colectivamente forman un circuito físico dedicado entre los dos nodos, y este circuito es monopolizado por esos dos nodos mientras dura su comunicación. Sin embargo, una vez que termina su transmisión, el circuito es liberado y los enlaces individuales de que constaba este circuito puede ahora ser usados para construir un nuevo circuito dedicado entre otros dos nodos, por ejemplo, 4-1-2.

Conmutación de mensajesConmutación de mensajesEn la conmutación de mensajes no se exige que exista una línea física entre emisor y receptor. La red de transporte se constituye como una malla de nodos capaces de enviar y recibir mensajes de comunicación.

Para que un mensaje llegue a su destinatario, el receptor entrega ese mensaje al nodo de la red al que está conectado directamente o al que puede conectarse mediante llamada.

Una vez que se ha efectuado la transmisión del mensaje completo a este primer nodo, se produce la reserva temporal del mensaje en el sistema de almacenamiento masivo del nodo (normalmente discos) y, si es pertinente, se destruye la conexión con el emisor.

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3

1

2

4

EMISOR

RECEPTORnodo

nodo

nodo

mensaje

mensaje

mensaje



A partir de este momento, este nodo tiene la responsabilidad de entregar el mensaje al siguiente nodo de la red mediante operaciones similares a las descriptas. La operación se repite hasta que el mensaje llegue a su destinatario.

Es evidente que en este tipo de conmutación el tiempo de respuesta puede incrementarse, por lo que sólo es válido para ciertas aplicaciones específicas en las que el tiempo de respuesta no es un parámetro crítico.

Los sistemas telegráficos utilizan esta técnica de conmutación. No importa tanto que el destinatario sea alcanzado rápidamente como que el mensaje llegue a su destino en un tiempo razonable.

En este tipo de sistemas la ocupación de la línea es menor, debido a que solamente se utiliza el segmento de línea de datos de interconexión entre dos nodos en cada momento.

Conmutación de paquetesConmutación de paquetesEn ocasiones es deseable una comunicación con las características de la arquitectura de la conmutación de mensajes, pero con la eficacia de la conmutación de circuitos. Esto se consigue segmentado los mensajes en ráfagas o paquetes.

En una red de paquete conmutado los mensajes son primero subdivididos en unidades menores llamadas paquetes.

41

3

1

2

4

La diferencia con la conmutación de circuitos, es que los enlaces dentro de este circuito pueden ser usados también para otras transmisiones al mismo tiempo. Por ejemplo, en la figura, el nodo 1 puede estar comunicado con el nodo 3 a lo largo de la trayectoria 1-2-4-3 y, …

3

1

2

4

al mismo tiempo, el nodo 4 puede estar comunicándose con el nodo 2 a lo largo de la trayectoria 4-1-2. Ambas trayectorias usan al mismo tiempo el enlace 1-2.

Compara esta con los circuitos conmutados en los que el circuito es dedicado y los enlaces individuales que comprenden el circuito no pueden usarse simultáneamente para construir ningún otro circuito.



Los paquetes son enviados al nodo destino uno a la vez por medio de conmutadores intermedios. Un paquete representa la unidad más pequeña de datos que puede ser transferida dentro de una red dada. Cada paquete lleva la dirección del nodo destino, así como una secuencia de números. Cuando un paquete llega a un conmutador intermedio, el conmutador examina la dirección de destino del paquete para determinar qué trayectoria debe tomar el paquete hacia el siguiente conmutador. Esta técnica de conmutación, en la que los datos son almacenados en un nodo de un enlace punto a punto y luego son enviados al siguiente nodo repetidamente en ruta al nodo destino, se llama almacenar y enviar. El concepto de una transmisión de almacenar y enviar requiere que el contenido de un mensaje transmitido (o paquete) sea recibido por cada nodo intermedio antes de ser enviado a un nodo subsecuente.Puesto que los paquetes son de menor longitud que los mensajes, no es necesario almacenarlos en discos, basta con hacerlo en la memoria central para que sean retransmitidos lo antes posible.Como cada paquete puede ser transmitido por un camino distinto, es muy probable que el receptor no reciba los paquetes en el orden en que fueron enviados por el emisor. En función del tipo de red elegida, será misión de la red o del equipo receptor el ensamblaje de los paquetes recibidos con el fin de recomponer con fidelidad el mensaje inicial.

La constitución física de una red de transporte de paquetes se compone de una serie de nodos de conmutación de paquetes unidos por líneas de transmisión. Cada nodo tiene dos funciones básicas:

Almecenamiento y transmisión. Cada paquete es recibido en el nodo por una línea concreta y retransmitido por otra. Esto hace necesario arbitrar un mecanismo de almacenamiento temporal del paquete y su posterior retransmisión.Encaminamiento (enrutamiento): Es necesario un procedimiento inteligente en cada nodo que determine la línea concreta por la que debe ser retransmitido el paquete para que llegue eficazmente a su destino. A estas técnicas se las denomina técnicas de encaminamiento.

DatagramasDatagramasLas redes de paquetes conmutados también pueden usar un mecanismo de transporte de datagramas para la selección de trayectorias. Una red conmutada funciona en modo datagrama cuando no se ocupa del orden de llegada de los paquetes al receptor. Los paquetes son transmitidos en forma independiente uno de otro en cualquier momento. Así es posible que los paquetes del mismo mensaje sean transportados a lo largo de trayectorias diferentes de comunicación. Además, los paquetes no son transmitidos necesariamente en un orden específico, lo que implica que el receptor (nodo destino) especificado es responsable de reensamblarlos en el orden correcto. (Por esto es que los paquetes llevan números de secuencia).

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La ISO define la conmutación de paquetes como un procedimiento de transferencia de datos mediante paquetes provistos de direcciones, en el que la vía de comunicación se ocupa durante el tiempo de transmisión solamente de un paquete, quedando a continuación la vía disponible para la transmisión de otros.



Conmutación de paquetes en la modalidad de “datagrama”

Circuitos virtualesCircuitos virtualesUna red conmutada de paquetes opera en modo circuito virtual cuando es la propia red la que analiza la secuencia de paquetes que le son entregados, de modo que al destinatario le lleguen en el orden en que el emisor los puso en la red (ver figura en página siguiente).

Las redes de computadoras más modernas, incluida la Internet, son de paquetes conmutados.

Las redes según su carácter Las redes según su carácter

Según el modo de ser utilizadas y compartidas, las redes son de carácter público o privado.

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DATAGRAMADATAGRAMA

4

Mensaje2-4-3-1

3

RECEPTOR

nodo

nodo

21

EMISORnodo

Mensaje4-3-2-1

4

Mensaje4-3-2-1

3

RECEPTOR

nodo

nodo

21

EMISORnodo

Mensaje4-3-2-1

CIRCUITO VIRTUALCIRCUITO VIRTUAL



Redes públicas Redes públicas Una red de comunicaciones tiene carácter público cuando los requerimientos necesarios para ser usuarios de la misma, no tienen otra restricción que la disponibilidad de los medios técnicos. Para el análisis, no interesa si al servicio se accede a título gratuito u oneroso. Los servicios de las redes públicas son prestados por compañías que se dedican a transportar señales, llamadas prestadores o carriers, dando cobertura tanto urbana (local) como interurbana (larga distancia).

Redes privadas Redes privadas Una red de comunicaciones tiene carácter privado, cuando es operada con un fin determinado y sus usuarios pertenecen a una o varias corporaciones con intereses específicos en las mismas. En la práctica, una red privada puede ser una red con facilidades de una pública. En este caso, el cliente proporciona todo el equipamiento de conmutación y alquila enlaces entre distintos lugares. De este modo, el término privado se refiere al hecho de que la organización tiene el uso exclusivo de todo o una parte de ella, sin compartir los recursos de la red pública dentro de la cual funciona.

Direccionamiento, enrutamiento, confiabilidad, Direccionamiento, enrutamiento, confiabilidad, interoperabilidad y seguridad de redesinteroperabilidad y seguridad de redes

Como vimos antes, el concepto de funcionamiento de redes con computadoras implica muchos factores, entre ellos direccionamiento, enrutamiento, confiabilidad, interoperabilidad y seguridad. Haremos un breve análisis de esos conceptos.

DireccionamientoDireccionamientoEl concepto de direccionamiento implica asignar a un nodo de red una dirección única que permita a otros sistemas o dispositivos localizarlo. Es similar a la dirección por calle de una casa; conocer la calle ayuda a encontrar dónde queremos ir, pero tener el número de la casa significa que, en breve, encontraremos la ubicación exacta de nuestro destino.

Otro ejemplo lo tenemos con el sistema telefónico. Cada teléfono (un nodo) tiene un código de área y un número (una dirección). El código de área proporciona información sobre la ubicación del nodo dentro de la red telefónica global, y el número de teléfono es el número de identificación del dispositivo específico dentro de esa localidad. Los sistemas y “enrutadores” de llamadas en las compañías de teléfonos son programados para proporcionar información a otros dispositivos de red para pasar la llamada de nuestro teléfono al destino apropiado (el número de teléfono al que estamos llamando).

EnrutamientoEnrutamientoEl concepto de enrutamiento implica determinar la ruta que un paquete de datos toma al viajar entre los nodos fuente y destino. El enrutamiento es usualmente efectuado por unidades especiales dedicadas de hardware llamados enrutadores.

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Un ejemplo de enrutamiento lo mostramos en la figura, que representa una red y sus segmentos relacionados, llamados subredes. Observa que las redes se representan como nubes.

Como se muestra aquí, se tienen cuatro subredes interconectadas (N1 – N4), cinco anfitriones (H0 – H4) y cinco enrutadores (R1 – R5). Como ejemplo de enrutamiento, note que los paquetes de datos que se originan en H1 y con destino a H2 pueden tomar varias rutas a través de la red. Una ruta es a través de R1 solamente. Una segunda ruta es R1-R2. Una tercera es la ruta R1-R4-R5-R3-R2. La “mejor” ruta que los paquetes pueden tomar está en función de un criterio (o criterios) específico llamado métrica. Las métricas de un enrutamiento común incluyen distancia, número de saltos de ruta y ancho de banda, que especifica la capacidad de enlace. Por ejemplo, si la métrica usada es el número de saltos, entonces la mejor ruta para el ejemplo que dimos es a través de R1, ya que ésta implica un solo salto. Sin embargo, si la métrica es la distancia y, de las tres rutas posibles, la mas corta es a través de R1-R2, entonces ésta resulta ser la mejor ruta.

ConfiabilidadConfiabilidadLa confiabilidad se refiere a la integridad de los datos, que tiene que ver con garantizar que los datos recibidos sean idénticos a los datos transmitidos.

Por muchos medios que se pongan para que las transmisiones sean seguras, siempre hay una posibilidad de riesgo; las redes no son infalibles, de hecho, la mayoría de las redes son sumamente frágiles y fácilmente perturbables, por lo que es importante entonces diseñarlas con la capacidad de detectar y resolver errores en la transmisión.

La detección y la correcciónPara comprender mejor este tema vamos a distinguir dos partes del mismo problema con un sencillo ejemplo.

Imaginemos el sistema de comunicaciones de un cajero automático. Cuando un cliente efectúa una operación, el

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N3

N4

H3

H4

N2H2

R2 R1 N1

H0 H1

R5

R4

R3



cajero envía por una línea telefónica dos informaciones numéricas: la cuenta bancaria contra la que se hizo la operación y el valor de la operación.

Es posible que haya errores en la transmisión y los datos no lleguen correctamente a la central bancaria que soporta la cuenta: esto es un problema pero es aceptable. Lo que sería inaceptable es que se produjera una transmisión errónea y que ni el cajero ni la central se dieran cuenta de ello: la transferencia registrada tendría un valor distinto al que realmente se produjo o el movimiento se registrara en una cuenta que no corresponde.

Tenemos entonces un primer problema que es esencial: podemos aceptar que las comunicaciones necesariamente sean susceptibles de error, pero éste debe ser detectado.

Otro asunto distinto es que una vez detectado el error se sepa corregirlo mediante técnicas sofisticadas de cálculo o por retransmisión de la información.

¿Qué significa “perder información”?Es común la expresión “perder información” como parte de la jerga de los técnicos en comunicaciones. La pérdida de información no significa que la información sea enviada por el emisor y no sea nunca recibida por el destinatario de la misma. Más bien significa cambios imprevistos y no deseados en la información. Por ejemplo, en el caso de la información digital y binaria, cambios en el valor de los bits, es decir, que los bits que sean 0 se conviertan en 1 y viceversa.

La detección del errorA lo largo de la historia de las comunicaciones han sido muchos los sistemas de detección de error que se han descubierto. Sólo mencionaremos tres por la importancia que revisten en la mayor parte de las comunicaciones y en especial en las redes de área local.

Paridad simpleParidad de bloqueRedundancia cíclica

La corrección del errorUna vez que se ha detectado la situación de error de una transmisión, surge el siguiente problema: ¿es posible la corrección del error?, y, si es así, ¿en qué grado es posible esta corrección?

Existen dos formas de corrección de errores:

Corrección de errores en el destinatarioCorrección de errores por retransmisión

Corrección de errores en el destinatarioConsiste en dejar que el destinatario determine, a partir de la información redundante que ha recibido del emisor y del propio mensaje, los bits erróneos: aquellos que se han perdido. Una vez detectada su posición, la operación de corrección es inmediata: en esos bits erróneos se sustituyen los 0 por 1 y viceversa. A este método de corrección también se le llama corrección de errores hacia delante.

Corrección de errores por retransmisión

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Somos conscientes de que es más fácil detectar el error que corregirlo, pues la operación de corrección requiere averiguar la posición de los bits erróneos. En gran parte de las comunicaciones actuales la corrección se hace por retransmisión del mensaje, es decir, cuando el receptor detecta una comunicación errónea, pide la retransmisión del mensaje. A esta técnica de recuperación de errores también se le llama corrección de errores hacia atrás.

Este método exige la capacidad bidireccional de la comunicación, es decir, el emisor y el receptor deben tener la capacidad de diálogo para solicitarse mutuamente los envíos.

Envío y esperaEsta primera estrategia de corrección de errores por retransmisión implica que el emisor enviará bloques de información al receptor secuencialmente de acuerdo con las siguientes reglas:

El emisor envía un bloque de datos al receptor y se queda con una copia del mensaje hasta asegurarse de que la información llegó correctamente.

Cuando el receptor recibe el primer bloque de datos genera una señal de confirmación que envía al emisor en donde le indica si los datos llegaron o no en buen estado.

Si el emisor recibe un acuse de recibo afirmativo, entiende que la información llegó bien a su destino y entonces libera la copia de los datos recién enviados, genera un nuevo bloque de datos y procede de nuevo con la transmisión.

Sin embargo, si el emisor recibe la comunicación de que la información no llegó bien a destino, o transcurre un tiempo máximo permitido sin recibir una confirmación, interpreta que la información llegó erróneamente al destinatario y procede a retransmitir el mismo bloque.

Esta técnica produce transmisiones muy seguras y fácilmente gobernables, pero tiene un inconveniente: se puede producir retardos no deseados en las transmisiones, puesto que ningún bloque de datos será enviado sin recibir la confirmación de que el anterior ya está en su destino de un modo satisfactorio. Además, las técnicas de diálogo no simultáneas, como la que ahora nos ocupa, produce vacíos en la línea de transmisión, desperdiciando su capacidad.

Envío continuoEl envío continuo es una técnica de transmisión que mejora sustancialmente el método de envío y espera. Sigue las siguientes reglas:

Se fracciona el mensaje en bloques de datos o unidades de transmisión que han de numerarse unívocamente.

A continuación, el emisor envía secuencialmente y de modo continuo todos los bloques de datos.

El receptor acepta cada uno de los bloques y comprueba si son o no erróneos.

Cuando el receptor recibe un bloque erróneo genera un mensaje informando al emisor del número de bloque que le llegó con error, con el fin de que se lo retransmita.

Ahora el emisor tiene dos posibilidades: que le retransmita sólo el bloque afectado por el error (rechazo selectivo en el envío continuo) o que retransmita ese bloque y todos los que le siguen (rechazo no selectivo) por suponer que el resto de los bloques también habrán llegado en mal estado.

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Experimentalmente se ha comprobado que la técnica de envío y espera es aproximadamente un 20% menos eficaz que el método de envío continuo, por lo que en los protocolos más modernos se utiliza muy poco el de envío y espera.

InteroperabilidadInteroperabilidadLa interoperabilidad se refiere al grado en que los productos de software y hardware desarrollados por diferentes vendedores son capaces de comunicarse con éxito entre sí en una red.

Durante el apogeo de las redes patentadas (privadas o de un vendedor específico) la interoperabilidad no era realmente importante en tanto uno permaneciera con los productos y protocolos de un vendedor específico. Ocasionalmente un tercer vendedor podría aparecer y desarrollar una aplicación que tuviese más funciones (llamadas características de valor agregado) que las que ofreciese su vendedor. Sin embargo, para hacer esto, este tercer vendedor tendría que recibir permiso del primero, lo que implicaba, comúnmente, pagar una licencia.

Aunque esto ya no es el problema que alguna vez fue, puesto que en la actualidad la mayoría de los vendedores de computadoras tratan de obtener interoperabilidad con productos de otros vendedores, los administradores de redes deben tenerlo en mente.

SeguridadSeguridadLa seguridad de las redes se refiere a la adecuada salvaguarda de todo lo asociado con una red. Esto incluye datos, medios y equipo. La seguridad implica:

Funciones administrativas tales como la estimación de amenazas (¿Qué tiene usted y quién podría desearlo?).Herramientas y facilidades técnicas, tales como productos criptográficos yProductos de control de acceso a la red como los firewalls, que son dispositivos especiales de hardware diseñados para proteger una red interna del mundo exterior.

La seguridad también implica asegurarse de que los recursos de la red se usen de acuerdo con una línea de acción prescrita y sólo por gente autorizada para usar esos recursos.

Los estándares de redesLos estándares de redes

El proceso de comunicación exige que los distintos fabricantes se pongan de acuerdo en el modo en que se llevará a cabo la comunicación, tanto en el nivel físico como en el lógico. Definen cosas tales como las interfaces de hardware, los protocolos de comunicación y las arquitecturas de redes. Los estándares también promueven la interoperabilidad entre diferentes hardware y productos de software de los vendedores.

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El tema de la interoperabilidad es de gran importancia especialmente en un ambiente de operación de redes heterogéneo en que los diferentes sistemas de computadoras se encuentran interconectados. Debe entonces tenerse cuidado cuando se consideran los productos de diferentes vendedores para una red.



Para conseguirlo, los estándares de redes establecen reglas o regulaciones específicas a las que se pueden acoger los fabricantes que les proponen cómo deben funcionar sus equipos. En ocasiones son los propios fabricantes quienes facilitan las normas que rigen sus equipos y luego son elevadas a las asociaciones de estándares, para conseguir su estandarización. Otras veces son las asociaciones de estándares quienes proponen las normas a los fabricantes que las quieran acoger.

Los estándares pueden ser de dos tipos:

Estándar de facto o de hecho, aceptado en el mercado por su uso generalizado.Estándar de iure o de derecho. Es un estándar propuesto por una asociación de estándares a los distintos fabricantes para que diseñen sus equipos de acuerdo con las normas que se recomiendan.

Algunas de las asociaciones de estándares de comunicaciones más conocidas son:

CCITT. Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico. Actualmente ha pasado a llamarse ITV.ITU. Unión Internacional de Telecomunicaciones.ISO. Organización Internacional de Normalización.ANSI. Instituto Nacional Americano de Normalización.IEEE. Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.

El sistema telefónico y las comunicaciones de datosEl sistema telefónico y las comunicaciones de datos

La tecnología actual ha tomado el mundo analógico que vemos y oímos para convertirlo a su forma digital. Hoy en día tenemos teléfonos digitales, cámaras digitales, radio digital, televisión digital y video digital. Casi todos los tipos de datos analógicos pueden ahora ser expresados en forma digital y están siendo integrados en las redes actuales de computadoras. La transmisión de esos datos por medio de las WAN también se lleva a cabo por la red telefónica,….

Comunicación de datos frente a telecomunicacionesAntes de terminar este módulo, pensamos que sería útil distinguir entre dos términos que se usan a menudo en el análisis de comunicaciones y operaciones con computadoras, esto es, comunicación de datos y telecomunicaciones. La comunicación de datos se refiere a la transmisión electrónica y recepción de cualquier tipo de información que puede ser procesada por una computadora. Los datos procesados por computadora se representan con 0s y 1s. Esta representación es formalmente llamada notación binaria, y los símbolos individuales, 0 y 1, son llamados dígitos binarios, o bits. Los datos expresados en forma binaria se consideran de naturaleza digital. Lo opuesto de datos digitales es datos analógicos. Las transmisiones convencionales por teléfono, radio y televisión son ejemplos de datos analógicos.

La comunicación de datos implica la transmisión y recepción de datos digitales. Por otra parte, telecomunicaciones es un término general que denota la transmisión y recepción de cualquier tipo de datos, incluidos los datos analógicos tradicionales, como voz, radio, televisión y video, así como datos digitales. En consecuencia, la comunicación con datos se considera un subconjunto de las telecomunicaciones.

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UNaF - FAENSeminario de Aplicaciones de Informática 50

TELECOMUNICACIONES

Transmisión y recepción de…

Datos analógicos(voz, radio,

televisión video)

Datos digitales(datos procesados por computadora)

ap-2007-parte 2

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