Terminología básica de networking

Redes y networking

Una red es un sistema de objetos o personas conectados de manera intrincada. Las redes están en todas partes, incluso en nuestros propios cuerpos. El sistema nervioso y el sistema cardiovascular son redes. El diagrama de racimo de la figura muestra algunos tipos de redes; puede pensar en algunos más. Observe la forma en que están agrupados:

• comunicaciones • transporte • social • biológico • servicios públicos

Redes de datos

Las redes de datos surgieron como resultado de las aplicaciones informáticas creadas para las empresas. Sin embargo, en el momento en que se escribieron estas aplicaciones, las empresas poseían computadores que eran dispositivos independientes que operaban de forma individual, sin comunicarse con los demás computadores. Muy pronto se puso de manifiesto que esta no era una forma eficiente ni rentable para operar en el medio empresarial. Las empresas necesitaban una solución que resolviera con éxito las tres preguntas siguientes:

1. cómo evitar la duplicación de equipos informáticos y de otros recursos 2. cómo comunicarse con eficiencia 3. cómo configurar y administrar una red

Las empresas se dieron cuenta de que podrían ahorrar mucho dinero y aumentar la productividad con la tecnología de networking. Empezaron agregando redes y expandiendo las redes existentes casi tan rápidamente como se producía la introducción de nuevas tecnologías y productos de red. Como resultado, a principios de los 80, se produjo una tremenda expansión de networking. Sin embargo, el temprano desarrollo de las redes resultaba caótico en varios aspectos.

A mediados de la década del 80, comenzaron a presentarse los primeros problemas emergentes de este crecimiento desordenado. Muchas de las tecnologías de red que habían emergido se habían creado con implementaciones de hardware y software distintas. Por lo tanto, muchas de las nuevas tecnologías no eran compatibles entre sí. Se tornó cada vez más difícil la comunicación entre redes que usaban distintas especificaciones.

Una de las primeras soluciones a estos problemas fue la creación de redes de área local (LAN). Como permitían conectar todas las estaciones de trabajo, dispositivos periféricos, terminales y otros dispositivos ubicados dentro de un mismo edificio, las LAN permitieron que las empresas utilizaran la tecnología informática para compartir de manera eficiente archivos e impresoras.

A medida que el uso de los computadores en las empresas aumentaba, pronto resultó obvio que incluso las LAN no eran suficientes. En un sistema LAN, cada departamento o empresa, era una especie de isla electrónica.

Lo que se necesitaba era una forma de que la información se pudiera transferir rápidamente y con eficiencia, no solamente dentro de una misma empresa sino de una empresa a otra. Entonces, la solución fue la creación de redes de área metropolitana (MAN) y redes de área amplia (WAN). Como las WAN podían conectar redes de usuarios dentro de áreas geográficas extensas, permitieron que las empresas se comunicaran entre sí a través de grandes distancias.

Soluciones de networking de datos

Para facilitar su estudio, la mayoría de las redes de datos se han clasificado como redes de área local (LAN) o redes de área amplia (WAN). Las LAN generalmente se encuentran en su totalidad dentro del mismo edificio o grupo de edificios y manejan las comunicaciones entre las oficinas. Las WAN cubren un área geográfica más extensa y conectan ciudades y países. Algunos ejemplos útiles de LAN y WAN aparecen en la siguiente figura; se deben consultar estos ejemplos siempre que aparezca una pregunta relativa a la definición de una LAN o una WAN. Las LAN y/o las WAN también se pueden conectar entre sí mediante internetworking.

Redes de área local

Una de las primeras soluciones a estos problemas fue la creación de redes de área local (LAN). Como eran capaces de conectar todas las estaciones de trabajo, dispositivos periféricos, terminales y otros dispositivos ubicados dentro de un mismo edificio, las LAN permitieron que las empresas utilizaran la tecnología informática para compartir de manera eficiente archivos e impresoras.

Las redes de área local (LAN) se componen de computadores, tarjetas de interfaz de red, medios de networking, dispositivos de control del tráfico de red y dispositivos periféricos. Las LAN hacen posible que las empresas que utilizan tecnología informática compartan de forma eficiente elementos tales como archivos e impresoras, y permiten la comunicación, por ejemplo, a través del correo electrónico. Unen entre sí: datos, comunicaciones, servidores de computador y de archivo.

Las LAN está diseñadas para realizar lo siguiente:

• Operar dentro de un área geográfica limitada • Permitir que varios usuarios accedan a medios de ancho de banda alto • Proporcionar conectividad continua con los servicios locales • Conectar dispositivos físicamente adyacentes

Redes de área amplia

A medida que el uso de los computadores en las empresas aumentaba, pronto resultó obvio que incluso las LAN no eran suficientes. En un sistema LAN, cada departamento, o empresa, era una especie de isla electrónica. Lo que se necesitaba era una forma de transferir información de manera eficiente y rápida de una empresa a otra.

La solución surgió con la creación de las redes de área amplia (WAN). Las WAN interconectaban las LAN, que a su vez proporcionaban acceso a los computadores o a los servidores de archivos ubicados en otros lugares. Como las WAN conectaban redes de usuarios dentro de un área geográfica extensa, permitieron que las empresas se comunicaran entre sí a través de grandes distancias. Como resultado de la interconexión de los computadores, impresoras y otros dispositivos en

una WAN, las empresas pudieron comunicarse entre sí, compartir información y recursos, y tener acceso a Internet.

Algunas de las tecnologías comunes de las WAN son:

• módems • RDSI (Red digital de servicios integrados) • DSL (Digital Subscriber Line) (Línea de suscripción digital) • Frame relay • ATM (Modo de transferencia asíncrona) • Series de portadoras T (EE.UU. y Canadá) y E (Europa y América Latina): T1, E1, T3, E3, etc. • SONET (Red óptica síncrona)

Mediciones del ancho de banda digital

Las LAN y WAN, sin embargo, siempre han tenido algo en común: el uso del término ancho de banda para describir sus capacidades. Este término es esencial para comprender las redes pero puede prestarse a confusión en un primer momento, de manera que conviene analizar en detalle este concepto antes de seguir con nuestro estudio de networking.

El ancho de banda es la medición de la cantidad de información que puede fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado. Existen dos usos comunes del término ancho de banda: uno se refiere a las señales analógicas y el otro, a las señales digitales. En este curso se trabaja con el ancho de banda digital, denominado simplemente ancho de banda durante el resto del currículum.

Ya ha aprendido que el término que corresponde a la unidad más básica de información es el bit. También ha aprendido que la unidad básica de tiempo es el segundo. De manera que si tratáramos de describir la CANTIDAD de información que fluye en un período DETERMINADO de tiempo, podríamos utilizar las unidades "bits por segundo" para describir este flujo.

Bits por segundo es una unidad de ancho de banda Por supuesto, si la comunicación se produjera a esta velocidad, 1 bit por 1 segundo, sería demasiado lenta. Imagínese si tratara de enviar el código ASCII correspondiente a su nombre y dirección: ¡tardaría varios minutos! Afortunadamente, en la actualidad es posible comunicarse de modo más veloz. La tabla proporciona un resumen de las diversas unidades de ancho de banda.

Tres analogías para describir el ancho de banda digital

El ancho de banda es un elemento muy importante en el networking; sin embargo, puede resultar sumamente abstracto y difícil de entender. A continuación ofrecemos tres analogías que pueden ayudarlo comprender qué es el ancho de banda:

1. El ancho de banda es similar al diámetro de un caño.

Piense en la red de cañerías que transporta el agua hasta su hogar y que se lleva las aguas servidas. Esas cañerías poseen distintos diámetros: la tubería de agua principal de la ciudad puede tener 2 metros de diámetro, mientras que la del grifo de la cocina puede tener 2 centímetros. El ancho de la tubería mide su capacidad de transporte de agua. En esta analogía, el agua representa la información y el diámetro de la

cañería representa el ancho de banda. De hecho, varios expertos en networking hablan en términos de "colocar cañerías de mayor tamaño desde aquí hacia allá", queriendo decir un ancho de banda mayor, es decir, mayor capacidad de transporte de información.

2. El ancho de banda también puede compararse con la cantidad de carriles de una autopista.

Piense en la red de carreteras de su ciudad o pueblo. Puede haber autopistas de ocho carriles, con salidas a rutas de 2 y 3 carriles, que a su vez pueden llevarlo a calles de 2 carriles sin divisiones y, eventualmente, a su entrada para automóviles particular. En esta analogía, la cantidad de carriles representa el ancho de banda, y la cantidad de automóviles representa la cantidad de información que se puede transportar.

3. El ancho de banda se asemeja también a la calidad de sonido de un sistema de audio.

El sonido representa la información, y la calidad de los sonidos que usted escucha representa el ancho de banda. Si se le solicitara que clasifique sus preferencias con respecto a la forma en que desea escuchar su canción favorita: por teléfono, en una estación de radio de AM, en una estación de radio de FM o en un CD-ROM – es probable que su primera elección sea el CD, luego la estación de radio de FM, la estación de radio de AM y, por último, por teléfono. Los anchos de banda analógicos reales para estos medios de reproducción de audio son 20 kHz, 15 kHz, 5 kHz y 3 kHz, respectivamente.

Tenga en mente que el sentido verdadero de ancho de banda, en el contexto de este curso, es la cantidad máxima de bits que teóricamente pueden pasar a través de un área determinada de espacio en una cantidad específica de tiempo (bajo las condiciones especificadas). Las analogías que hemos utilizado aquí simplemente tienen como objeto facilitar la comprensión del concepto de ancho de banda.

Diferencias en el ancho de banda de los medios

El ancho de banda es un concepto muy útil. Sin embargo, tiene sus limitaciones. No importa de qué manera usted envía los mensajes, ni cuál es el medio físico que utiliza, el ancho de banda siempre es limitado. Esto se debe tanto a las leyes de la física como a los avances tecnológicos actuales.

La figura muestra el ancho de banda digital máximo posible, incluyendo las limitaciones de longitud, para algunos medios comunes de networking. Tenga siempre en cuenta que los límites son tanto físicos como tecnológicos.

La figura resume distintos servicios WAN y el ancho de banda asociado con cada servicio. ¿Cuál es el servicio que utiliza en su hogar? ¿Y en la escuela

Rendimiento de datos en relación con el ancho de banda digital

Supongamos que usted es lo suficientemente afortunado como para tener un nuevo módem por cable, o que su comercio local acaba de instalar una línea RDSI, o que su escuela acaba de recibir una LAN Ethernet de 10 Megabits. Supongamos que esa película que usted desea ver, o la página Web que quiere cargar, o que el software que desea descargar tarda demasiado para recibirse. ¿Creyó usted que recibiría todo el ancho de banda que prometía la publicidad? Existe otro concepto importante que debería haber tenido en cuenta: el rendimiento.

El rendimiento generalmente se refiere al ancho de banda real medido, en un momento específico del día, usando rutas específicas de Internet, mientras se descarga un archivo específico. Desafortunadamente, por varios motivos, el rendimiento a menudo es mucho menor que el ancho de banda digital máximo posible del medio que se está usando. Algunos de los factores que determinan el rendimiento y el ancho de banda son los siguientes:

• dispositivos de internetworking • tipo de datos que se transfieren • topología • cantidad de usuarios • computador del usuario • computador del servidor • cortes de la alimentación eléctrica causados por el suministro en sí o por factores climáticos

Al diseñar una red, es importante tener en cuenta el ancho de banda teórico. La red no será más rápida que lo que los medios permiten. Al trabajar con redes reales, deberá medir el rendimiento y decidir si éste es adecuado para el usuario.

Cálculo de la transferencia de datos

Una parte importante de networking consiste en decidir cuál es el medio que se utilizará. Esto a menudo nos lleva a formular preguntas relacionadas con el ancho de banda que requieren las aplicaciones del usuario. Este gráfico resume una fórmula simple que lo ayudará a tomar estas decisiones. La fórmula es Duración estimada = Tamaño del archivo / Ancho de banda (ver la figura). La respuesta representa la velocidad más alta a la cual se pueden transferir los datos. Esta respuesta no tiene en cuenta ninguno de los temas discutidos anteriormente que afectan al rendimiento, sino que suministra una estimación aproximada del tiempo que tardará para enviar información si se usa ese medio o esa aplicación específica.

Ahora que está familiarizado con las unidades del ancho de banda digital, trate de resolver el siguiente problema:

¿Qué lleva menos tiempo, enviar el contenido de un disquete (1,44 MB) lleno de datos a través de una línea RSDI o enviar el contenido de un disco duro de 10 GB lleno de datos a través de una línea OC-48? Use las cifras de la tabla de ancho de banda presentada anteriormente para encontrar la respuesta.

Importancia del ancho de banda

¿Por qué es importante el ancho de banda?

1. En primer lugar, el ancho de banda es finito. En cualquier medio, el ancho de banda está limitado por las leyes de la física. Por ejemplo, las limitaciones del ancho de banda (debidas a las propiedades físicas de los cables telefónicos de par trenzado que se encuentran en muchas casas) son las que limitan el rendimiento de los módem convencionales a alrededor de 56 kbps. El ancho de banda del espectro electromagnético es finito: existe una cantidad limitada de frecuencias en el espectro de microondas, de ondas de radio e infrarrojo. Es por ello que la FCC posee una división completa para el control del ancho de banda y de las personas que lo utilizan. La fibra óptica tiene un ancho de banda prácticamente ilimitado. Sin embargo, recién ahora

se está desarrollando e implementando la tecnología necesaria para crear redes de ancho de banda muy elevado que puedan usar plenamente el potencial de la fibra óptica.

2. Si se conoce de qué forma funciona el ancho de banda, y si se tiene en cuenta que es finito, se puede ahorrar mucho dinero. Por ejemplo, el costo de las diversas opciones de conexión con los proveedores de servicios de Internet depende, en parte, del ancho de banda que se necesita durante el uso normal y en horas de uso máximo. En cierta forma, lo que se paga es el ancho de banda.

3. Como profesional de networking, se esperará que usted sepa bastante acerca del ancho de banda y el rendimiento. Estos son factores fundamentales al analizar el rendimiento de una red. Además, como diseñador de redes totalmente nuevas, una de las cuestiones de diseño más importantes a tener en cuenta siempre será el ancho de banda.

4. Existen dos conceptos principales que se deben entender con respecto a la "superautopista de la información". El primer concepto es que cualquier forma de información se puede almacenar como una larga cadena de bits. El segundo es que, aunque es útil guardar la información en forma de bits, esta no es una tecnología realmente revolucionaria. El hecho de que podamos compartir esos bits, billones de bits en 1 segundo, significa que la civilización moderna está llegando a un punto en que cualquier computador, desde cualquier lugar del mundo o del espacio exterior, se puede comunicar con otro computador en cuestión de segundos o incluso en menos tiempo.

5. No es inusual que una vez que una persona o una institución comienza a utilizar una red, con el tiempo desee tener un ancho de banda más grande. Los nuevos programas de software multimediales requieren un ancho de banda mucho mayor que los que se utilizaban a mediados de la década del 90. Los programadores creativos se están dedicando al diseño de nuevas aplicaciones capaces de llevar a cabo tareas de comunicación más complejas, que requieran por lo tanto anchos de banda más elevados.