Postítulo en Informática Educativa Preparado por Profesora Patricia Lestón

Postítulo en Informática Educativa
Profesora Patricia Lestón
Preparado por
Daniel Bravo
TELEINFORMATICA
1er. Año – Polimodal Orientado en Cs. y Comunicación
PLANIFICACIÓN
(2 Horas Semanales de 60 minutos)
Ciclo Marzo 2009 – Febrero 2010
Unidad Teórica Nº 2: INTRODUCCION A REDES DE COMPUTADORAS
Objetivo: que el alumno aprenda a diferenciar distintos tipos de redes, ventajas y desventajas, y
elementos de Hardware que intervienen en la conexión de computadoras en red.
1. Concepto de Redes de Computadoras, Recursos Compartidos.
2. Concepto y Clasificación de Redes:
2.1. LAN.
2.2. MAN.
2.3. WAN.
3. Conceptos y diferencias entre INTRANET, INTERNET y EXTRANET.
4. Medios de Transmisión y dispositivos que permiten la conexión y Comunicación
4.1. UTP.
4.2. BNC-Cable coaxial
4.3. FIBRA OPTICA.
4.4. HUB.
4.5. SWITCH.
4.6. MODEM.
4.7. ROUTER.
5. Topologías de Red y sus características, ventajas y desventajas:
5.1. BUS.
5.2. ANILLO.
5.3. ESTRELLA.
Actividades:
Cuestionario semiestructurado sobre REDES LAN, MAN, WAN.
Confección de mapa conceptual que permita diferenciar INTRANET - INTERNET –
EXTRANET.
Reconocimiento óptico de los elementos del aula y otros aportados por el docente, para
diferenciar y reconocer SWITCH, HUB, MODEM, ROUTER, y los distintos tipos de
cableados.
Confección de cuadro comparativo con las distintas TOPOLOGIAS DE RED, características,
ventajas y desventajas.
Confección Mapa Conceptual relacionando todos los temas de la unidad.
Evaluación: Cuestionario Semi-estructurado.
Duración: 16 Horas.
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Contenidos Teóricos Unidad Nº 2
Concepto de Redes de Computadoras, Recursos Compartidos.
Al igual que el hombre consigue aumentar sus posibilidades de aprendizaje, sus conocimientos o
incluso aumentar su productividad laboral mediante la comunicación con otros hombres (debates,
trabajos en grupo, etc.), los computadores pueden mejorar sus prestaciones mediante la comunicación
de datos entre ellos. Por tanto, podríamos definir una red de computadores como una serie de
computadores interconectados entre sí, de tal manera que pueden intercambiar información y trabajar
en conjuntamente(Ref. Bibliográfica Nº1).
En una red de computadoras, cada computadora puede tener distintos tipos de recursos (impresora,
espacio en disco rígido, bases de datos, etc.), y al estar conectada en red pueden compartirse de tal
manera que se puedan utilizar desde otra computadora de la red, por ejemplo: en el mostrador de
ventas de un negocio tienen una computadora mediante la cual confeccionan la factura de venta de un
artículo, la información se puede almacenar en una base de datos de la misma computadora, pero al
imprimir el comprobante de Factura, el mismo sale impreso en la impresora que se encuentra en otra
computadora que opera el Cajero del negocio, en este caso, la impresora es un recurso compartido en
la red pues se puede enviar a imprimir desde otra computadora de la red. (Ref. Bibliográfica Nº2)
Vale decir entonces que “una red de ordenadores es un conjunto de equipos informáticos
interconectados (entre si) cuya finalidad es compartir recursos, tanto de soft como de hard y proveer
una comunicación (Ref. Bibliográfica Nº3).
Concepto y Clasificación de Redes
Las redes de computadoras se pueden clasificar en:
LAN (local Area Network o Red de Area Local): es aquella que se encuentra en una oficina,
escuela, hogar, etc. donde las computadoras se encuentran próximas unas de otras, generalmente
circunscriptas a un edificio. Por ejemplo: una escuela tiene 10 computadoras interconectadas en una
red interna que se encuentra dentro de 1 aula del edificio, esta red para la escuela es una red LAN.
Podríamos decir entonces que una LAN se encuentra integrada por una serie de ordenadores
conectados, pero que sólo se pueden comunicar entre si, no con otros de otros edificios o ciudades.
(Ref. Bibliográfica Nº1).
MAN (Red de Área Metropolitana), tienen un área mayor que una LAN, generalmente abarcan
ciudades, pueblos, provincias, etc.; por ejemplo un negocio que tiene 4 sucursales distribuidas en
distintos puntos de la ciudad y sus computadoras están interconectadas entre si en una red.
WAN (Wide Area Network o redes de área extensa): son el resultado de la interconexión de
muchas redes de área local y/o ordenadores sueltos. La más conocida es Internet, también conocida
como la red de redes o la gran tela de araña, que veremos posteriormente. Un elemento nuevo que
aparece en este tipo de redes es el router, que es la maquina encargada de encaminar nuestras
peticiones por la red (Ref. Bibliográfica Nº1). Otros ejemplos podrían ser: VISA con su cobertura online en todo el mundo, o WalMart (supermercado con más de 3000 sucursales en todo el mundo y
sistema de comunicación en red satelital propio). Vale decir entonces que una red WAN puede
abarcar países, continentes, no están limitadas por fronteras ni océanos.
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Conceptos de INTERNET, INTRANET y EXTRANET
Existen tres términos muy parecidos pero que conceptualmente son 3 cosas muy diferentes:
Internet:
Se llama así a la red de redes o telaraña mundial, hoy en día conocido por todos donde con un
simple computador enlazado a un ISP (Proveedor de Internet) es posible acceder a distintos servidores
de información y servicios; de tal manera que se puede consultar páginas Webs, bajar información,
utilizar el correo electrónico, comunicaciones instantáneas (MSN), consultar mapas satelitales,
comprar, vender, estudiar, hacer tramites, jugar, compartir información, etc.
Intranet:
Suponiendo que tenemos una empresa que fue creciendo en tecnología y tiene varias computadoras
de diferente marca, año y modelo, ... posiblemente hasta sean incompatibles entre sí para armar una
red LAN; sin embargo, cuentan con elementos para poder conectarse a Internet. En este caso, los
técnicos pueden crear una red tipo LAN con un artificio: configurar y “engañar” a cada computadora
para hacerle creer que se encuentran conectadas a Internet, sin estarlo; y luego poder utilizarlas para
buscar información y compartirla dentro de la red. La configuración de una Intranet no requiere
Internet ni tampoco un proveedor ISP, se publica información en cada maquina, se busca y se
comparte tal como si se estuviese trabajando en Internet pero sin estarlo, y de esta manera, el artificio
técnico logra sortear la dificultad de poder conectar en red maquinas incompatibles entre si.
Extranet:
Es la conexión a una red externa utilizando las bondades de Internet, por ejemplo: una empresa
tiene dos sucursales, una se encuentra en el Gran Buenos Aires y la otra en Bahía Blanca; en cada
sucursal existen varias computadoras conectadas en una red LAN, vale decir que la empresa tiene dos
redes LAN distantes, pero cada una de estas redes se puede conectar a Internet y utilizando Internet
como medio de comunicación se puede compartir información a alta velocidad como si ambas
estuvieran separadas por un pequeño pasillo dentro de la misma empresa o sucursal física.
(Síntesis Ref. Bibliográfica Nº2).
Medios de Transmisión y dispositivos que permiten la conexión y Comunicación
Para la interconexión de computadoras en red se utilizan distintos tipos de cableados y dispositivos,
algunos de ellos son:
PARES TRENZADOS: Se trata de dos hilos conductores de cobre envueltos cada uno de ellos en un
aislante y trenzados el uno alrededor del otro para evitar que se separen físicamente. Al trenzar los
cables, se incrementa la resistencia frente a interferencias electromagnéticas, y ya que el
acoplamiento entre ambos cables es mayor, las interferencias afectan a ambos cables de forma más
parecida. Al cruzar los pares de hilos se consigue reducir el crosstalk existente entre ellos, así como
el campo creado alrededor de los mismos. Es necesario que los cables tengan una impedancia
característica bien definida para asegurar una propagación uniforme de las señales de alta velocidad
a lo largo del cable, y para garantizar que la impedancia de los equipos que se conectan a la línea es
la adecuada, de modo que pueda transferirse la máxima potencia de ésta. Cuando se conoce la
impedancia característica de una línea con cierta precisión se puede diseñar una terminación
adecuada que garantice la no reflexión de las señales (lo que da lugar a errores). Generalmente se
tienen varios pares trenzados que se encapsulan con una cubierta protectora en un mismo cable,
denominados cables de pares apantallados. El aislante tiene dos finalidades: proteger de la humedad
al cable y aislar los cables eléctricamente unos de otros. Normalmente se emplea polietileno, PVC,
etc.
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Tipos de trenzado:
• UTP: Unshielded Twisted Pair (Par trenzado sin apantallar).
Muy sensible a interferencias, tanto exteriores como procedentes de pares adyacentes. Es muy
flexible y se suele utilizar habitualmente en telefonía. Su impedancia característica es de 100 ohmios.
Se encuentran varias categorías, destacando:
• Categoría 3: velocidad de transmisión de 16 MHz a 100 m de distancia
máxima.
• Categoría 5: velocidad de transmisión de 100 MHz a 100 m de distancia
máxima.
STP: Shielded Twisted Pair (Par trenzado apantallado). Cada par individual va envuelto por una
malla metálica, y a su vez el conjunto del cable se
recubre por otra malla, haciendo de jaula de
Faraday, lo que provoca que haya mucha menos
diafonía, interferencias y atenuación. Se trata de
cables más rígidos y caros que el UTP. El STP que
estandariza EIA/TIA 568 es un cable de impedancia
característica de 50 ohmios y que actúa a una
frecuencia de 300 MHz. El apantallamiento permite
mejores anchos de banda, voltaje mayor, pero son
más gruesos y rígidos. (Ver a la derecha).
BNC-Cable coaxial: Las señales eléctricas de alta frecuencia circulan por la superficie exterior de los
conductores, por lo que los pares trenzados y los cables de pares resultan ineficientes.
Consiste
en
dos
conductores
cilíndricos
concéntricos, entre los cuales se coloca
generalmente algún tipo de material dieléctrico
(polietileno, PVC). Lleva una cubierta protectora
que lo aísla léctricamente y de la humedad. Unos
pequeños discos permiten que se mantengan
concéntricos. El objetivo del conductor externo es
hacer de pantalla para que el coaxial sea menos
sensible a interferencias y a la diafonía. (Ver la
Figura que se muestra a la derecha).
Fibra óptica:
Es una fibra flexible, extremadamente fina,
capaz de conducir energía óptica (luz). Para su
construcción se pueden usar diversos tipos de
cristal. Las de mayor calidad son de sílice, con
una disposición de capas concéntricas, donde
se pueden distinguir tres partes básicas: núcleo,
cubierta y revestimiento. Para darle mayor
protección a la fibra se emplean fibras de kevlar.
(Ver a la derecha).
La transmisión por fibra óptica se basa en la diferencia de índice de refracción entre el núcleo y la cubierta que
tiene un índice de refracción menor. El núcleo transmite la luz y el cambio que experimenta el índice de
refracción en la superficie de separación provoca la reflexión total de la luz, de forma que sólo abandona la
fibra una mínima parte de la luz transmitida. En función de cómo sea el cambio del valor del índice de
refracción las fibras se dividen en:
• Fibras ópticas de índice a escala (stepped-index), donde el cambio es muy abrupto.
• Fibras ópticas de modo gradual (graded-index o gradex), que experimentan un cambio gradual parabólico.
Los núcleos de los cables de fibra óptica pueden ser de vidrio o de plástico. La fibra óptica con núcleo de
plástico es más flexible, se puede doblar mejor y los conectores pueden adaptarse mejor. Además, tiene mayor
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diámetro en el núcleo, lo que hace que los conectores sean menos sensibles a los errores de alineamiento. El
cable resulta también menos sensible a las impurezas de fabricación. Un cable con núcleo de plástico es más
barato que los de vidrio. La desventaja de los cables con núcleo de plástico es que presentan una atenuación
mucho mayor, por lo que su longitud de enlace queda limitada.
Hub:
En comunicaciones, se llama así al Concentrador o centro de distribución. Un hub es un
equipo de redes que permite conectar
entre sí otros equipos o dispositivos
retransmitiendo los paquetes de datos
desde cualquiera de ellos hacia todos
los demás. Han dejado de utilizarse por
la gran cantidad de colisiones y tráfico
de red que producen. En la imagen un
hub conectado a múltiples dispositivos.
Entonces podemos afirmar que el HUB
es un dispositivo que integra distintas
clases de cables y arquitecturas o tipos
de redes de área local
Switch:
Dispositivo de red que filtra, envía e inunda de frames en base a la dirección de destino de cada frame.
Si bien exteriormente es similar al Hub, en su interior es un dispositivo electrónico o mecánico más
sofisticado que permite establecer una conexión cuando resulte necesario y terminarla cuando ya no
hay sesión alguna que soportar.
MODEM:
Se utiliza cuando establecemos una comunicación telefónica, modulando la señal analógica en digital, es decir,
modula/convierte/codifica las señales para que sean transmitidas en forma digital con ceros y unos; pero, también recibe
señales digitales de respuesta y debe demodularlas y volver a convertirlas en el formato analógico. Vale decir entonces que
el modem MODula y DEModula la señal permitiendo al ordenador comunicarse con otros equipos vía línea telefónica .
ROUTER:
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Topologías de Red y sus características, ventajas y desventajas
Se denomina topología de una red a la estructura utilizada en la distribución de los equipos
conectados a la misma. Las principales topología para redes locales son: bus, anillo y estrella,
aunque existen otras como las de árbol o trama.
Topología en bus:
También llamada topología en bus lineal, fue la más utilizada y difundida puesto que es la
más económica de construir, pero ha dejado de montarse debido a la dificultad que supone la
localización de cualquier error. Consta de un solo cable coaxial (delgado o grueso dependiendo de la
distancia a cubrir y cuya referencia es RG-58) que se extiende a lo largo de toda la instalación con
dos terminadores de 50 Ω en sus extremos para mantener la impedancia de la línea a 25 Ω.
Este cable recibe la denominación de
bus de la red de área local. A él se van
conectando en derivación los ordenadores
que forman la red por medio de un conector
en forma de T que se coloca en la tarjeta
adaptadora. Una forma de conexión para
esta topología es la mostrada en la figura
siguiente, donde cualquier componente
conectado puede ser servidor o estación de
trabajo dependiendo de la configuración
empleada en su diseño. Las principales
desventajas de las redes en bus, a parte de
la difícil localización de errores, son la
limitación en la longitud y el hecho de que
todos los mensajes viajen por el mismo canal.
Topología en anillo
La topología en anillo conecta varias estaciones de trabajo con un único medio de
transmisión, formando un anillo. El cableado no tiene terminaciones puesto que forma un círculo
completo. Cada nodo del cableado actúa como un repetidor, amplificando la señal entre las
estaciones de trabajo. Los datos viajan por el anillo sólo en un sentido y pasan a través de los nodos.
En una topología en anillo, los datos viajan
por el anillo en un único sentido y pasan a través
de cada estación de trabajo.
Una de las ventajas de la topología en anillo
es que necesita menos cable y se reducen costes.
Como no tiene concentrador, hub central o
distribuidor de cableado, esta función la realizan
los nodos. Por otro lado, puesto que los datos
pasan a través de cada nodo, el fallo de un nodo
hará que falle la red completa. También los
diagnósticos son más difíciles de hacer en esta
topología y las modificaciones son más
complicadas, ya que la red entera debe
desconectarse.
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Topología en estrella
Antes de introducirse en esta topología conviene conocer un dispositivo que se hace imprescindible
en este tipo de montajes, el hub. El hub es un aparato va conectado en el centro de la red, y a él se
conectan todos los ordenadores que la componen. Puede ser activo (conectado a la corriente
eléctrica) en cuyo caso amplifica la información que recibe y la encamina hacia el ordenador al que
va destinada, o pasivo, que sin amplificar se dedica a hacer lo segundo. Los hay de diferentes
tamaños viniendo éste determinado por la cantidad de dispositivos que se pueden conectar a él, en
general está entre 8 y 64.
La red en estrella tiene un hub central conectado a
todas las estaciones de trabajo o nodos y al servidor de
ficheros por medio de cables. Todo el tráfico de la red
pasa a través del hub, y cada estación de trabajo es un
radio que sale del hub, como en una rueda.
La topología en estrella tiene algunas ventajas sobre las
demás. Una de ellas es la facilidad de mantenimiento, ya
que la única área de concentración está en el hub y es
fácil modificar la disposición de los cables. También son
más fáciles de realizar en esta topología los
diagnósticos. Por ejemplo, es fácil encontrar una línea
de cable defectuosa, ya que sólo hay un nodo para cada
cable que llega al hub, y éste dispone de un indicador
luminoso para cada conexión, si se apaga uno se
determina con rapidez el que no funciona.
Una LAN en estrella también tiene ciertas desventajas. La característica de un nodo por cable que
facilita los diagnósticos aumenta la cantidad de cableado requerido, lo que aumenta los costes de
instalación de la red. Un problema mayor es el debido a que todos los datos pasan por el punto
central, por lo que si el hub falla, la red completa falla.
Bibliografía:
Ref. Nº1: Pastrana Brincones, J. (sf). Teleinformática e Internet. Universidad de Málaga.
Departamento de Lenguajes y Ciencias de la Computación. Recuperado el 15 de marzo de 2009 de
www.lcc.uma.es/publicaciones/LCC394.pdf
Ref. Nº 2: Tecnología de la Ingormación y la Comunicación, Clauido Freijedo y Alicia Cotagerena,
Editorial: Pearson, Marzo 2008.Ref. Nº3: Fernández Rivera, J. (sf). Arquitectura de la comunicación (Teleinformática). Recuperado
el 18 de marzo de 2009 de aurea.es/wp-content/uploads/2-arquitecturacomunicacion.pdf
Ref. Nº4: Capítulo 9. Teleinformática. Recuperado el 10 de marzo de 2009 de
www.gsii.usal.es/~corchado/inf/09capitulo9.pdf
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