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Informática Aplicada

Redes de Ordenadores

¿Qué es una red de ordenadores?

• Una red la constituyen dos o más ordenadores que comparten determinados recursos, – de hardware (impresoras, sistemas de almacenamiento, ...)

– y/o de software (aplicaciones, archivos, datos...).

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¿Para qué se utiliza una red?

• Para la comunicación entre los empleados o con el exterior de la empresa, por ejemplo a través del correo electrónico o la videoconferencia.

• Para realizar trabajo en grupo, utilizandoaplicaciones que permiten compartir un documento entre varios usuarios que trabajan en ordenadores distintos.

• Para acceder a información externa

• Para difundir información corporativa o marketing.

• Para realizar transacciones comerciales

Redes de transmisión

• Una red de transmisión es un conjunto de sistemas de telecomunicaciones que permiten la comunicación entre abonados conectados a la red.

• Criterios de clasificación:– Según quién sea el propietario de la red– Según la naturaleza de la señal– Según la conmutación– Según el medio de transmisión– Según su extensión

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Redes de transmisión según quien sea el propietario de la red (I)

• Red pública: el propietario alquila los servicios de la red.

• Red privada: el propietario la utiliza para su uso propio.

• Red privada virtual: un cliente contrata los servicios de una red pública de forma permanente para su uso.

Un ejemplo de red pública es la RTB de Telefónica

Un ejemplo es la red local de una empresa.

Un ejemplo son las redes de comunicación de los ordenadores de los bancos.

Redes de transmisión según quien sea el propietario de la red (II)

• Red privada virtual (cont.)

Permiten utilizar el acceso de Internet para enlazar diferentes sedes o usuarios remotos de forma segura estableciendo túneles virtuales sobre Internet y con posibilidad de encriptación de alto nivel

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Redes de transmisión según la naturaleza de la señal

• Red digital: los datos se representan por señales digitales

Un ejemplo es la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)

• Red analógica: los datos son analógicos

Un ejemplo es la RTB (Red de Telefonía Básica) de Telefónica

Redes de transmisión según la conmutación (I)

• Redes no conmutadas

• Redes conmutadas:– conmutación de paquetes

– conmutación de circuitos

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Redes de transmisión según la conmutación (II)

• Redes no conmutadas– Estos tipos de redes sólo proveen comunicaciones entre la red y los suscriptores

Ejemplos: la radio y televisión.

– En este tipo de redes la información es normalmente enviada en una sola dirección y dicha información llega por igual a todos los usuarios.

– Este tipo de transmisión es denominada multidifusióno broadcast.

Redes de transmisión según la conmutación (III)

• Red de conmutación de circuitos: la conexión extremo a extremo sólo se establece durante el tiempo necesario, permanece sin interrumpirse hasta que uno de los dos abonados decide terminar. – Mientras la comunicación está establecida los abonados pueden estar o no transmitiendo.

– Ejemplos de este tipo de red son:

• la RTB (Red de Telefonía Básica) de Telefónica, • la RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) • la red GSM (Global System for Mobile communications).

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Redes de transmisión según la conmutación (IV)

• Red de conmutación de paquetes: Cuando el abonado quiere transmitir manda la información con la dirección de destino, la red la almacena y la hace llegar a su destino cuando puede. – Puede darse el caso de que los datos no lleguen en el mismo orden en que han sido enviados.

– Ejemplos de redes públicas de conmutación de paquetes son:

• X.25• Frame Relay• ATM.

Redes de transmisión según el medio de transmisión (I)

• Redes cableadas• Redes de comunicaciones móviles:

– Redes telefónicas wireless– Wi-Fi– Bluetooth

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Redes de transmisión según el medio de transmisión (II)

• Redes cableadas: el soporte físico del medio de transmisión es el cable– cable de pares de hilos

(como los cables telefónicos del tramo particular del abonado)

– cable coaxial (como el de la antena de televisión)

– fibra óptica (como el utilizado para conectar los reproductores de CD con los amplificadores).

Par trenzado Cable coaxial

Fibra óptica

Redes de transmisión según el medio de transmisión (III)

• Redes de comunicaciones móviles o inalámbricas: el medio de transmisión es el aire.

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Redes de transmisión según el medio de transmisión (IV)

• Redes telefónicas

• 1ª generación: analógicas. • 2ª generación: digitales.

– GSM (Global System for Mobile Communications).

Tarjeta Wireless con antena incluida

• Permite conectar un ordenador portátil a un teléfono GSM sin necesidad de módem. • Los terminales GSM también permiten la visualización de mensajes cortos.

Ejemplos: MoviStar, Vodafone y Amena.

Redes de transmisión según el medio de transmisión (V)

• Redes telefónicas (cont.)• 2’5ª generación

– GPRS (General Parket Radio Services).– Incompatible con los aparatos GSM existentes– Velocidad de transmisión de datos hasta cuatro veces superior aGSM, unos 56 kbps (en teoría hasta 144 Kbps). – Tarifación por la cantidad de información transferida

• 3ª generación: altas velocidades, multimedia– UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)

– Los terminales incorporan comunicación de voz, correo electrónico, web y vídeo.

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Redes de transmisión según el medio de transmisión (VI)

– WAP (Wireless Aplication Protocol): tecnología que permite elacceso a redes con dispositivos sin conexión física (teléfonos móviles, Palmtops (ordenadores de mano), portátiles, etc.)

Ejemplos de posibilidades:– realizar el envío de faxes y correo electrónico al servidor de la

empresa para su difusión a menor coste, o multienviarlos a los móviles de la empresa,

– acceder remotamente a las bases de datos corporativas, – utilizar una agenda,– acceder a información externa (noticias de actualidad,

programación de TV, cartelera de cines, sorteos, el tiempo, anuncios clasificados, etc.).

– WML (Wireless Markup Language): lenguaje en el que se definen las páginas.

Redes de transmisión según el medio de transmisión (VII)

• Wi-Fi (Wireless Fidelity)– También se conoce como WLAN o como

IEEE 802.11

– Una red doméstica permite conectar ordenadores de habitaciones diferentes sin necesidad de cables

– Se pueden encontrar estaciones Wi-Fi en aeropuertos, hoteles, cafeterías y otros lugares públicos

– Comunicaciones limitadas a unos 50m

Punto de Acceso o AP:

Es el dispositivo que hace de puente entre la red cableada y la red inalámbrica.

Accesorio Wi-Fi:

En formato de tarjetas PCMCIA (para portátil), PCI y USB (para ordenador de sobremesa)

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Redes de transmisión según el medio de transmisión (VIII)

• Bluetooh– ofrecen una conectividad espontánea para los dispositivos móviles de los usuarios y permite acceso instantáneo a información utilizando puntos de acceso de redes locales y redes metropolitanas.

– Comunicaciones limitadas a 10 m

– permiten conectar todos sus aparatos Bluetooth: ya sean computadoras portátiles, dispositivos de mano, teléfonos celulares y otros más

Redes de transmisión según su extensión

• Redes de área local o LAN (Local AreaNetwork): – los ordenadores están en la misma sala o edificio.

• Redes de área extensa o WAN (Wide AreaNetwork): – los ordenadores están dispersos geográficamente y se

precisa de las operadoras de telecomunicaciones.

• Redes de área metropolitana o MAN(Metropolitan Area Network): – abarcan una distancia de unas pocas decenas de

kilómetros (ciudades o regiones).

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Redes de Ares Local (LAN) (I)

• Estación de trabajo: es un ordenador desde donde el usuario puede acceder a los recursos de la red.

• Servidor: es un ordenador que permite a otros ordenadores que accedan a los recursos de que dispone.

Existen servidores no dedicados los cuales pueden trabajar simultáneamente como servidor y estación de trabajo.

Redes de Ares Local (LAN) (II)

• Puentes (bridges): equipos especiales paraconectar dos o más LANs de un mismo tipo.

• Encaminadores (routers): equipos especiales para conectar dos o más LANsdiferentes

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LANs. Características

• Contenidas en una reducida área física: un edificio, un campus, etc. (distancia entre estaciones unos metros o varios kilómetros)

• El medio de transmisión es compartido por todos los ordenadores interconectados (transmisión broadcast).

• Velocidad de transmisión muy elevada (de 1Mbps a 400Mbps)

• Diferentes tecnologías: ethernet, Token Ring, FDDI (Fiber Distributed Data Interface), ATM. Flexibilidad, el usuario administra y controla su propio sistema.

LANs. Topología (I)

La topología de una red indica la forma en que se lleva a cabo la conexión. Las topologías más utilizadas son: – en bus (lineal), – en estrella, – en árbol – en anillo– en malla

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LANs. Topología (II)

• Topología en bus lineal: un solo cable, denominado bus, es compartido por todos los dispositivos de la red.

• Es un método sencillo y barato.

• Único canal de comunicaciones: fallos

• Dificultad de aislar los componentes defectuosos

LANs. Topología (III)

• Topología en estrella: Los nodos de la red se conectan con cables dedicados a un punto que es una caja de conexiones, llamada HUB o concentrador. – El problema de la estrella es el límite de la distancia de cable

Hub

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LANs. Topología (IV)

• Topología en árbol: los dispositivos de la red (entre 4 y 12 estaciones de trabajo) se conectan a un HUB y éstos se conectan a una red formando así un árbol o pirámide de hubs y dispositivos. – Simplicidad de control

– Sencillez para añadir nuevos componentes

– Cuellos de botella, problemas de fiabilidad

LANs. Topología (V)

• Topología en anillo: los nodos se conectan formando un circulo cerrado unidireccional, de tal manera que los paquetes que transportan datos circulan por el anillo en un solo sentido. – Un corte del cable afecta a todas las estaciones, por lo que se han desarrollado sistemas en anillo doble o combinando topologías de anillo y estrella.

– Repetidores: Regeneran la señal y permiten ampliar la red

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LANs. Topología (VI)

• Topología en Malla– Inmunidad a problemas de fallos o cuellos de botella

– Gran fiabilidad

Redes de Area Amplia (WAN)

• Cuando no se puede tender una infraestructura propia, se recurre a los servicios de una operadora.

• Las redes WAN se implementan casi siempre con conexiones punto a punto (construídas por medio de conexiones entre pares de ordenadores), a excepción de los enlaces vía satélite, que utilizan transmisión broadcast.

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WANs. Redes punto a punto (I)

• Cada ordenador de la red punto a punto constituye un nodo. – A los nodos intermedios también se les denomina encaminadores (routers) y tendrán que tomar decisiones respecto a por dónde tendrán que dirigir los paquetes que reciben.

– Al ordenador conectado a la red como nodo terminal mediante un encaminador se le denomina host.

– El conjunto de líneas de comunicación y encaminadores que interconectan los hosts constituyen la subred.

WANs. Redes punto a punto (II)

– Cuando dos nodos han de intercambiar información los paquetes han de atravesar nodos intermedios.

– El paquete es transmitido en su totalidad al nodo siguiente y es almacenado ahí y reenviado al siguiente nodo de la red.

– Esto es lo que se denomina una red de almacenamiento-reenvío o red de

conmutación de paquetes.

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WANs. Redes X.25

• Son redes de conmutación de paquetes que surgieron en 1976 para la comunicación de datos entre ordenadores

• Velocidad máxima de transmisión de 64Kbps. • Es necesario contratar tantos circuitos virtuales como

comunicaciones simultáneas se desee mantener. • Permite disponer de grupos cerrados de usuarios para

aplicaciones empresariales.

• Ejemplos de uso:– terminales punto de venta (datáfonos), – el videotext,

– los cajeros automáticos

• Progresivamente son sustituídas por frame relay y/o ATM que permiten mayores velocidades.

WANs. Frame Relay

(retransmisión de tramas)

• Es un tipo de red que nació para la transmisión de datos (aunque no para multimedia).

• Permite aprovechar las ventajas de poder definir circuitos virtuales pero de forma más eficiente que X.25.

• La velocidad de transmisión oscila entre 64 Kbps y 2Mbps.

• Se suele utilizar en grandes empresas con usuarios con muchos puntos de acceso y una gran cantidad de tráfico.

• Se puede contratar el servicio a operadoras (Red Uno de Telefónica) o bien instalarse una propia sobre líneas alquiladas.

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WANs. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) o ISDN

• Se trata de líneas digitales que permiten ofrecer comunicaciones multimedia interactivas en tiempo real, transmisión de fax a alta velocidad, teletrabajo, etc.– Telefónica ofrece dos tipos de acceso:

• Acceso Básico. Se compone de:– 2 canales B de comunicación independientes y con una

velocidad de transmisión de 64Kbps cada uno, y – 1 canal D para señalización y provisión de servicios

suplementarios a 16Kbps.

• Acceso Primario. Se compone de:– 30 canales B y – 1 canal D a 64Kbps.

– El tipo de facturación es igual a la de las llamadas telefónicas, se cobra por tiempo y distancia

WANs. ADSL (AsymetricDigital Subscriber Line)

• Tecnología que permite proveer servicios de banda ancha (audio y video en tiempo real, catálogos multimedia, etc), usando la línea telefónica convencional, sobre la que se establece una conexión permanente.

• La velocidad de transmisión es asimétrica • Recepción : Desde 512 Kbps hasta 4Mbps• Envío: Desde 128 Kbps hasta 512 Kbps

• Tarifa plana

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WANs. B-ISDN o ATM(Asynchronus Transfer Mode)

• ATM permite servicios tales como videoconferencia, televisión, vídeo bajo demanda, telecompra, acceso a enciclopedias electrónicas, entretenimientos, etc.

• Se suele utilizar este tipo de redes en ámbitos universitarios, hospitalarios, militares, en la Administración y en grandes empresas, aunque también se está utilizando para constituir redes locales de alta velocidad.

• ATM posibilita el desarrollo de las denominadas “autopistas de la información”

Redes Peer-to-Peer

• No hay jerarquía entre los ordenadores• Ordenadores iguales (pares)• El usuario determina que datos serán compartidos• Grupos de Trabajo: tamaño• Redes simples. Cada ordenador funciona como un

cliente y un servidor• Implementado dentro del sistema operativo

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Redes Peer-to-Peer

• Implementación

– Usuarios = administrador• manejo de usuarios y seguridad.

• hacer disponibles los recursos.

• mantener aplicaciones y datos.

• instalar y actualizar software de aplicación.

– Simple sistema de cableado, que conecta ordenador a ordenador en la red.

Redes basadas en servidores

• Un servidor dedicado es un ordenador que solo funciona como un servidor y no es usado como cliente o estación de trabajo

• Incrementos del tráfico y del tamaño =>más de un servidor.

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Servidores especializados• Servidores de ficheros e impresión

Servidores especializados• Servidores de Aplicación

– la base de datos permanece en el servidor

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Servidores especializados

• Servidores de Correo

Servidores especializados

• Servidores de Fax

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Servidores especializados

• Servidores de Comunicaciones– flujo de datos y mensajes de correo entre el propio servidor de la red y otras redes, mainframes o usuarios remotos

Servidores especializados

• Los Servicios de Directorio

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Varios servidores en una red

• Importante en una red en crecimiento• Tener en cuenta cualquier crecimiento anticipado de la red

• Un administrador supervisa la operación de la red y asegura que la seguridad

• Combinaciones de redes que tienen prestaciones de peer-to-peer y basadas en servidor

Comparación servidores con peer-to-peer

• Tamaño– Peer-to-peer: Buena para hasta 10 ordenadores– Basadas en servidor: Limitadas solo por el hardware del servidor

y de la red.

• Seguridad– Peer-to-peer: Seguridad establecida por el usuario de cada

ordenador.– Basadas en servidor: Extensa, consistente y seguridad del usuario.

• Administración– Peer-to-peer: Cada usuario es responsable de su propia

administración. No se requiere un administrador a tiempocompleto.

– Basadas en servidor: Centralmente localizada para un control consistente de la red. Requiere al menos un administrador entendido.

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Protocolos

• Los protocolos son reglas y procedimientospara comunicarse

Modelo OSI Open SystemsInterconnection

• Capa física: transmisión de bits

• Capa de enlace– Trama es la unidad básica de

información

• Capa de red– Paquete es el resultado de la

fragmentación de la información

• Capa de transporte, sesión, presentación y aplicación: Permiten transferencia de archivos

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Características de los protocolos

• Varios protocolos.

• Algunos protocolos trabajan en variosniveles OSI

• Varios protocolos pueden trabajar juntosen los que es conocido como un stack de protocolos, o suite.

Como trabajan los Protocolos

• El ordenador emisor

– Rompe el dato en secciones más pequeñas, llamadas paquetes, que el protocolo pueda manejar.

– Añade información de direccionamiento a los paquetes para que el ordenador de destino en la red pueda saber que el dato le pertenece.

– Prepara el dato para la transmisión actual a través de la tarjeta de red y fuera, por el cable.

• El ordenador receptor

– Retira los datos del cable.– Introduce los paquetes de

datos en el ordenador a través de la tarjeta de red.

– Limpia los paquetes de datos, de toda la información de transmisión añadida Por el ordenador emisor.

– Copia el dato desde los paquetes a un buffer para reensamblarlos.

– Pasa los datos reensamblados a la aplicación en una forma utilizable.

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Protocolos más comunes

• TCP/IP• Net BEUI• X-25• Xerox Network System (XNS)• IPX/SPX y NWLink• APPC• Apple Talk• OSI protocol suite• DEC net

TCP/IPTransmisión Control Protocol / Internet Protocol

• Suite de protocolos estándar de la industria proporcionando comunicaciones en un entorno heterogéneo

• Protocolo estándar usado para interoperatividad entre distintos tipos de ordenadores

• Otros protocolos escritos específicamente para la suite TCP/IP son:– SMTP (simple mail transfer protocol) e-mail.– FTP (file transfer protocol) para intercambiar ficheros entre ordenadores ejecutando TCP/IP