CAPITULO II - DISEÑO CONCEPTUAL DE LA SOLUCION AL

CAPITULO II - DISEÑO CONCEPTUAL DE LA SOLUCION AL
PROBLEMA
2.1 Topología de Redes
Una serie de computadoras conectadas entre sí forman una red, por su tamaño se
conocen como Redes de Área Local (LAN), Redes de Área Ancha (WAN) ó Redes de
Área Metropolitana (MAN). Existe un concepto importante en una red, este es el de
Transmisión por cable, debido a que la base de la transmisión de información en una
red de computadoras la fija el propio medio físico. Toda transmisión está basada en
una unidad básica, la que se utiliza en una red se le denomina bit1, este es la base para
la transmisión de datos, el funcionamiento de una computadora y es un concepto
informático de norma general y únicamente puede tener dos valores que son Cero ó
Uno, Sí o No, etc. Si se habla de una transmisión de bits, se refiere al nivel más físico
de comunicación entre dos o más computadoras, esto se transmite a través de un
medio y se utiliza la característica de los materiales conductores como pueden ser el
Voltaje o la Corriente.
En una transmisión de datos, se realizan mediciones que se denomina Velocidad de
Transmisión conocida también como Tasa de Transferencia de datos (Data Rate) o
como Ancho de Banda1 (Bandwidth) de una comunicación, y se refiere al número de
Bits por segundo (bps) que un dispositivo es capaz de manejar ó transmitir/recibir.
Si la cantidad de datos transmitidos son mayores a los Mil Bits por Segundo se
denomina Kilo Bits por Segundo (Kbps), mayores a los Mil Kbps se denomina Mega
Bits por Segundo (Mbps) y así sucesivamente. Para hacer una idea comparativa en la
actualidad se tienen conexiones a Internet para el hogar y mediana empresas, con
velocidades de 256 Kbps, 512 Kbps, 1024 Kbps
1
ó 1 Mbps y para grandes
Ver Glosario
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corporaciones que necesitan un mayor ancho de banda mayores a 1 Mbps hasta
alcanzar velocidades en torno a los Gigabits (1024 Mbps).
En una red local que no sobrepasan las distancias de los 100 metros las velocidades
de transferencia son de 10 Mbps ó de 100 Mbps, la velocidad depende de los equipos y
la red que se utilice, en una red en la que se utilice ATM (Asynchronous Transfer Mode
ó Modo de Transferencia Asíncrona) que es una de las tecnologías modernas y de más
velocidad ó ancho de banda en la que se alcanzan hasta 155 Mbps ó 622 Mbps.
2.1.1 Redes de Área Local LAN
Una forma de comunicar a dos computadoras ó equipos, es conectando de forma
directa ó utilizando un medio de transmisión y así realizar un intercambio de
información. Esta forma de comunicación se denomina Punto a Punto, sin embargo se
tienen algunos inconvenientes entre ellos cuando se tiene más de dos computadoras o
equipos para conectarlos entre sí.
La comunicación punto a punto para cada equipo que se necesitaría conectar, obligaría
a instalar cientos de cables debido a la cantidad considerable de equipos, Sin tomar en
cuenta las distancias que se necesitarían cubrir con un solo cable, los cuales serían de
grandes proporciones, teniendo en cuenta las posibilidades y facilidades que hoy en
día brinda Internet. Por lo anterior sería una forma y estructura de comunicación
inviable.
Una red agrupa equipos que están cercanos geográficamente en un medio compartido
o un canal de transmisión común, es decir se utiliza un segundo tipo de medio. Este
tipo de red se denomina Redes de Difusión (Broadcast1 Networks).
1
Ver Glosario
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En esta los equipos se intercambian paquetes1 que están convenientemente
identificados para ser recibidos y aceptados en los equipos destino que identifican los
que le pertenecen.
La Red de Área Local (LAN Local Area Network), es una red privada y restringida en
términos de longitud, es decir el área de instalación depende de las dimensiones de un
edificio ó de pocos Kilómetros, esta red (Ver Fig. 1) es utilizada con el objetivo de que
los dispositivos periféricos y computadoras utilicen el mismo medio de transmisión,
para poder compartir Datos, Recursos, Aplicaciones e intercomunicarse entre ellos. El
Ancho de Banda utilizado es de 10 ó 100 Mbps. Tienen como característica un
porcentaje bajo de errores al momento de transmitir/recibir y las necesidades de
gestión son mínimas.
Figura 2 – Red de Área Local
En una LAN, en la que se incluye tanto el término Hardware1 como Software1, son
muchas las ventajas de utilizarla. En la actualidad en las empresas suelen existir
muchos equipos de computo, que necesitan de su propia impresora para sacar
informes, lo cual si se utiliza un impresor por cada computadora se cae en una
redundancia de hardware y costos innecesarios en la operatividad, datos almacenados
en uno de los equipos es muy probable que sea necesario utilizarlos en otro de los
1
Ver Glosario
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equipos de la empresa, por lo que será necesario un intercambio de datos y así evitar
que se produzcan desfases entre los datos de los usuarios. Una LAN permite:
•
Compartir bases de datos para eliminar la redundancia de datos.
•
Compartir programas para eliminar la redundancia de software.
•
Compartir periféricos como un módem1, una tarjeta RDSI1, una impresora, etc. Y
así eliminar la redundancia de hardware.
•
Se tiene a disposición aplicaciones como el correo electrónico (e-mail) y el
Chat1.
•
Las tareas se pueden repartir en distintos usuarios y permitir la integración de
procesos y datos en un sistema de trabajo corporativo.
•
Se tiene la posibilidad de centralizar información o procedimientos, para facilitar
la administración y la gestión de los equipos.
Una LAN conlleva un importante ahorro económico, debido a que no es preciso
comprar muchos periféricos, se consume menos papel y en una conexión a Internet es
compartida por varias computadoras conectadas en red.
Características de una LAN:
•
Tecnología Broadcast, es decir de difusión con el medio de transmisión
compartido.
•
Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps a 1 Gbps.
•
Longitud máxima menor a 3 km.
•
Uso de un medio de comunicación privado.
•
Simplicidad del medio de transmisión que se utiliza (cable coaxial, cables
telefónicos).
1
•
Facilidad para efectuar cambios en Hardware o Software.
•
Gran variedad y número de dispositivos conectados.
Ver Glosario
16
•
Posibilidad de conexión con otras redes.
•
Si se tienen un conjunto de computadoras en un medio de difusión común y se
desea comunicar con otro conjunto de computadoras, se puede realizar
mediante una conexión punto a punto, este modo de comunicación se hace a
través de dispositivos de interconexión de redes.
2.1.1.2 Topología de las Redes LAN
La topología de red define la estructura de esta. Una parte es la topología física, que es
la disposición real de los cables o medios. La otra parte es la topología lógica y define
la forma en que los hosts1 acceden a los medios para enviar datos. Las utilizadas más
comúnmente son las siguientes:
¾ Topologías Físicas
•
Una topología de bus usa un solo cable backbone1 que debe terminar en
ambos extremos y todos los hosts se conectan a él.
•
La topología de anillo conecta un host con el siguiente y al último host con el
primero. Esto crea un anillo físico de cable.
•
La topología en estrella conecta todos los cables con un punto central de
concentración.
•
Una topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí
mediante la conexión de HUB1 o Switch1. Esta topología puede extender el
alcance y la cobertura de la red.
•
Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de
conectar los HUB’s o Switches entre sí, el sistema se conecta con un
computador que controla el tráfico de la topología.
1
Ver Glosario
17
•
La topología de malla se implementa para proporcionar una mayor protección
y así evitar una interrupción del servicio. Aunque la Internet cuenta con
múltiples rutas hacia cualquier ubicación y no adopta una topología de malla
completa.
•
Existe otra topología denominada árbol.
¾ Topologías Lógicas
La topología lógica es la forma en que los hosts se comunican a través del medio. Los
dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast y transmisión de tokens.
•
La topología Broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos
hacia todos los demás hosts que están en la red. No existe un orden que las
estaciones deben seguir para utilizar la red, se hace por orden de llegada y es
así como funciona Ethernet1.
•
La topología transmisión de tokens1 controla el acceso a la red mediante la
transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. El host que
recibe el token puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún
dato para enviar lo transmite al siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.
2.1.2 Redes de Área Amplia WAN
Una Red de Área Amplia WAN (Wide Área Network), como la mostrada en la Fig. 2, es
una red de computadoras capaz de cubrir distancias desde 100 a 1000 Km., dando el
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Ver Glosario
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servicio a un país o un continente. Un ejemplo de este tipo de redes sería Internet o
cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros.
Figura 3 – Red WAN
Muchas WAN son construidas por y para una organización o empresa de carácter
particular, generalmente son de uso privado, otras son construidas por los proveedores
de servicio de Internet (ISP1) para brindar conexión a sus clientes. En Internet se
proporciona una WAN de alta velocidad y la necesidad de redes privadas WAN se ha
reducido drásticamente mientras que una VPN1 utiliza cifrado y otras técnicas para
hacer que la red dedicada aumente continuamente.
Normalmente la WAN es una red punto a punto, una red de paquete conmutado, estas
pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio, la función fundamental
está orientada a la interconexión de redes o equipos terminales que se encuentran
ubicados a grandes distancias entre sí.
La infraestructura, está basada en nodos de conmutación, líneas de transmisión de
grandes prestaciones caracterizadas por sus grandes velocidades y ancho de banda.
Las líneas de transmisión (también llamadas circuitos, canales o troncales), transmiten
información entre los diferentes nodos que componen la red. Por esta razón también se
dice que las redes WAN tienen carácter público.
1
Ver Lista de Acrónimos
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Los elementos de conmutación1 son dispositivos de altas prestaciones, estos deben ser
capaces de manejar la cantidad de tráfico que por ellos circula, a estos dispositivos les
llegan los datos por una línea de entrada, y este debe encargarse de escoger una línea
de salida para reenviarlos. En una red WAN, cada host está conectado a una red LAN,
que a su vez se conecta a uno de los nodos de conmutación de la WAN. Este nodo
debe encargarse de encaminar la información hacia el destino.
Entre las características que posee una red WAN, están:
•
Posee máquinas dedicadas a la ejecución de programas de usuario (hosts)
•
Una subred, donde conectan uno o varios hosts.
•
División entre líneas de transmisión y elementos de conmutación (enrutadores).
•
Usualmente los routers1 son dispositivos periféricos en las subredes que
componen la WAN.
En este tipo de red se utilizan las topologías que ya se definieron en la red LAN: La
Topología Física y La Topología Lógica.
En las redes WAN, por su topología física pudiera en ocasiones ser más compleja y no
responder a las formas básicas (bus, estrella y anillo), debido a varios factores
determinantes, como: Mayores distancias que deben cubrir las redes, Mayor cantidad
de usuarios, el tráfico que deben soportar y la diversidad de equipos de interconexión
que deben usar.
Existe un grupo establecido de topologías que son las más usadas y la implementación
de cada una de ellas en particular, está condicionada por necesidades específicas
como pueden ser: cantidad de nodos a conectar, distancia entre los nodos e
infraestructura establecida en ellos. A continuación se presentan las topologías usadas
en redes WAN.
1
Ver Glosario
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2.1.2.1 Topología Punto a Punto
En esta topología, cada nodo1 se conecta a otro a través de circuitos dedicados, en
otras palabras, los canales que son arrendados por empresas o instituciones a las
compañías telefónicas. Dichos canales están siempre disponibles para la comunicación
entre los dos puntos.
Figura 4 – Topología Punto a Punto
Esta configuración es solo funcional para pequeñas WAN’s, ya que todos los nodos
deben participar en el tráfico, quiere decir que al aumentar la cantidad de nodos
aumenta la cantidad de tráfico, con lo que el costo de la red se eleva.
2.1.2.2 Topología de Anillo
En esta topología es conocida como Token Ring, pertenece al nivel 2 del modelo OSI y
esta estandarizado por la norma 802.52 de la IEEE3. Cada nodo
en la red, es
conectado a otros dos más formando un patrón de anillo. Esta topología tiene dos
ventajas: por un lado si existe algún problema en las conexiones en un cable, la
información le sigue llegando al nodo usando otro recorrido y si algún nodo está muy
ocupado el tráfico se puede derivar hacia otros nodos.
1
Ver Glosario
Ver Anexo D “Normas IEEE”
3
Ver Lista de Acrónimos
2
21
Figura 5 – Topología de Anillo
Extender este tipo de redes es más caro que extender una red punto a punto ya que se
necesita al menos un enlace más.
2.1.2.3 Topología en Estrella
En esta configuración un nodo actúa como punto central de conexión para todos los
demás, permitiendo así que en caso exista un fallo en alguno de los cables los demás
nodos no pierdan conexión con el nodo central.
Figura 6 – Topología en Estrella
La principal desventaja es que algún problema que exista en el nodo central se
convierte en un desastre total para la red ya que se pierde la conexión de todos los
nodos.
2.1.2.4 Topología en malla
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Esta topología busca interconectar los nodos de tal forma que si uno falla los demás
puedan redireccionar los datos en una forma rápida y fácil, es la que más tolerancia
tiene a los fallos, ya que provee más caminos por donde puedan viajar los datos que
van de un punto a otro.
Figura 7 Topología en Malla
La principal desventaja de las redes tipo malla es su costo, por lo que hay una
alternativa denominada red de malla parcial en la cual los nodos más críticos ó por los
que pasa más tráfico, se interconectan entre ellos y los demás nodos se interconectan
a través de otra topología que puede ser en estrella ó anillo.
2.1.3 Redes de Área Metropolitana MAN
Una red de Área Metropolitana MAN, es de alta velocidad (banda ancha) y dando
cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de
múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de
transmisión tales como fibra óptica ó par trenzado de cobre a velocidades que van
desde los 2 Mbit/s hasta 155 Mbit/s, está definida en la norma 802.61 de la IEEE. La
comunicación y transmisión se realiza mediante la interconexión de diferentes redes de
área metropolitana.
1
Ver Anexo D “Normas IEEE”
23
Figura 8 – Red MAN
Estas tienen muchas y variadas aplicaciones, las principales son:
•
Interconexión de redes de área local (LAN).
•
Interconexión de centralitas telefónicas digitales (PBX2 y PABX2).
•
Interconexión de computadora a computadora.
•
Transmisión de vídeo e imágenes.
•
Transmisión CAD/CAM.
•
Pasarelas para redes de área extensa (WAN).
Las redes MAN pueden ser públicas o privadas. Un ejemplo de MAN privada sería un
gran departamento o administración con edificios distribuidos en una ciudad,
transportando todo el tráfico de voz y datos entre edificios y encaminando la
información externa por medio de los operadores públicos.
Los datos podrían ser transportados entre los diferentes edificios, en forma de
paquetes o sobre canales de ancho de banda fijos. Aplicaciones de vídeo pueden
enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboración de proyectos.
2
Ver Lista de Acrónimos
24
Un
ejemplo
de
MAN
pública
es
la
infraestructura
que
un
operador
de
telecomunicaciones instala en una ciudad con el fin de ofrecer servicios de banda
ancha a sus clientes localizados en dicha área geográfica.
Las razones por las cuales se hace necesaria la instalación de una red de área
metropolitana a nivel corporativo o el acceso a una red pública de las mismas
características se resumen a continuación:
•
Ancho de banda1: El elevado ancho de banda requerido por grandes
computadoras y aplicaciones compartidas en red es la principal razón para usar
estas redes en lugar de LAN.
•
Nodos de red: Se superan los 500 nodos de acceso a la red, esto las hace muy
eficaz para entornos públicos y privados con un gran número de puestos de
trabajo.
•
Extensión de red: Alcanzan un diámetro en torno a los 50 km, dependiendo el
alcance entre nodos, tipo de cable y tecnología empleada.
•
Distancia entre nodos: Permiten distancias entre nodos de acceso de varios
kilómetros, dependiendo del tipo de cable.
•
Tráfico en tiempo real: Garantizan unos tiempos de acceso a la red mínimos, lo
cual permite la inclusión de servicios síncronos necesarios para aplicaciones en
tiempo real, donde es importante que ciertos mensajes atraviesen la red sin
retraso incluso cuando la carga de red es elevada.
•
Integración voz/datos/vídeo: Los servicios síncronos requieren una reserva de
ancho de banda; tal es el caso del tráfico de voz y vídeo.
Por este motivo estas redes son óptimas para entornos de tráfico multimedia. No
todas las redes MAN soportan tráficos isócronos.
•
Alta disponibilidad: Referida al porcentaje de tiempo en el cual la red trabaja sin
fallos. Cuentan con automáticos de recuperación frente a fallos, lo cual permite a
la red recuperar la operación normal. Cualquier fallo en un nodo de acceso o
cable es detectado rápidamente y aislado. Estas redes son apropiadas para
entornos como control de tráfico aéreo, aprovisionamiento de almacenes,
1
Ver Glosario
25
bancos y otras aplicaciones comerciales donde la indisponibilidad de la red tiene
graves consecuencias.
•
Alta fiabilidad: Fiabilidad referida a la tasa de error1 de la red mientras se
encuentra en operación. En general la tasa de error para fibra óptica es menor
que la del cable de cobre a igualdad de longitud. Esta característica permite a la
redes MAN trabajar en entornos donde los errores pueden resultar desastrosos
como es el caso del control de tráfico aéreo.
•
Alta seguridad: La fibra óptica ofrece un medio seguro porque no es posible leer o
cambiar la señal óptica sin interrumpir físicamente el enlace.
•
Inmunidad al ruido: En lugares críticos donde la red sufre interferencias
electromagnéticas
considerables
la
fibra
óptica
ofrece
un
medio
de
comunicación libre de ruidos.
2.2 Líneas de Transmisión
2.2.1 Cable UTP
Una de las tecnologías físicas de conexión con más antigüedad y más utilizados en las
redes de cortas distancias es el cable de par trenzado TP (Twisted Pair), este es una
agrupación de un par de hilos de cobre aislados de aproximadamente 1 milímetro de
diámetro y están enlazados helicoidalmente, para evitar la interferencia entre ellos y así
no formar una antena receptora de radiofrecuencia. Las aplicaciones más típicas en
donde se utiliza el cable TP son la línea telefónica (Redes de Voz) o en una red de
computadoras (Redes de Datos), las ventajas que esta posee son:
1
•
Medio de transmisión de bajo costo.
•
Soporta la transmisión Digital o Analógica.
•
Se amplifica la señal a varios Kilómetros en redes de Voz.
Ver Glosario
26
•
El Ancho de Banda es un factor que puede ser modelado con ciertos límites en
función del diámetro que poseen y de la longitud recorrida sin necesidad de
amplificarse.
Lo anterior hace que el cable TP sea el medio de transmisión más utilizado en redes de
computadoras y mecanismos de transmisión de información en general. En la
actualidad existen una variedad de categorías, en redes de computadoras las más
utilizadas son el TP de Categoría 3 (Cat3) y Categoría 5 (Cat5), la primera esta
compuesta por cuatro pares de cobre, la cual están en forma conjunta y envuelta en un
mismo medio. La Categoría 5 es la más moderna y fue desarrollada para soportar
mayores anchos de banda. Es de mejor calidad, por que incluye aislamientos y los
pares son en mayor cantidad.
2.2.2 Cable Coaxial
Existe otro medio de transmisión utilizado para la transmisión de información, que es el
cable coaxial,
en dos versiones, el de Banda Base1 y el de Banda Ancha1. La
diferencia es en la Impedancia1 que poseen, el primero es de 50 Ohmios y es utilizado
para la transmisión en formato digital, la otra versión es de 75 Ohmios utilizado para
transmisiones en formato análogo. Físicamente ambos tienen la misma descripción,
consiste en un cable fino de cobre rodeado de un material aislante, que a su vez está
rodeado por un material conductor en forma de trenza, los tres elementos anteriores se
encuentran protegidos por una cobertura plástica, generalmente de color negro.
El cable de banda base posee mejores características de protección en comparación
con el cable TP, con esto se logra transportar señales a mayores distancias y a su vez
tener un mayor ancho de banda, ya que su composición le permite tener un alto grado
de inmunidad al ruido eléctrico. Si se habla en términos de distancias de
1
Ver Glosario
27
aproximadamente 1 Kilómetro (Km), el ancho de banda que se puede alcanzar es
alrededor de uno a dos Gbps.
En las redes en donde se utiliza el cable coaxial de Banda Ancha, se transmiten
señales de Televisión, debido a que son señales Analógicas y son menos
problemáticas de transmitir en comparación con las Digitales. Con ellos se cubren
grandes distancias. Los sistemas de banda ancha dividen la transmisión en múltiples
canales, normalmente de 6 MegaHertz (MHz), se toma en consideración y sin pérdida
de generalidad que un bit ocupa un HZ de ancho de banda. Cada canal es utilizado
para la transmisión de televisión analógica, Audio con calidad de CD o Transmisión de
datos de hasta 3 Mbps1. Todas las señales que se mencionaron son posibles
transmitirlas en un mismo cable coaxial de Banda Ancha.
2.2.3 Fibra Óptica
En la actualidad las redes para cubrir grandes distancias se están construyendo con
Fibra Óptica, ya es un medio de transmisión más revolucionario. Los sistemas basados
en este medio basan la transmisión en haces de luz, se pueden alcanzar anchos de
banda de aproximadamente 50000 Gbps1 es decir 50 TeraBits por Segundo (Tbps).
Actualmente se alcanzan anchos de banda de hasta 100 Gbps, la base de este medio
de transmisión está formada en tres componentes, la fuente de luz, el medio de
transmisión y el detector. En el modelo de transmisión la presencia de luz se define con
un Uno y la ausencia de la misma con un Cero.
Cuando la luz incide en el detector que esta al final de una transmisión, genera un
impulso eléctrico que realiza el proceso de conversión, la propagación de la luz a
grandes distancias se propaga a través del cable mediante reflexiones sucesivas en
sus paredes. Cuando dichas reflexiones se producen por encima de un determinado
ángulo, las pérdidas de luz son casi inapreciables y el haz se propaga con anchos de
bandas que están en el orden de los Gbps.
1
Ver Lista de Acrónimos
28
2.2.4 Wireless
Normado por el estándar 802.11 de la IEEE, considera una tecnología de redes locales
inalámbricas, con el fin de brindar conectividad a equipos que requieren una movilidad
constante. Para el funcionamiento es necesario una estación base y las estaciones
móviles que deben de contar con un transceptor1 (Transmisor/Receptor).
La comunicación se realiza utilizando mecanismos como Luz Infrarroja, radio o
microondas. Existen diferentes modalidades de acceso al medio en una red de este
tipo:
•
Utilizando CSMA/CD2, para que cada estación explore el entorno y así
comprobar si existe otra estación que emita y esperar la finalización para poder
iniciar su transmisión.
•
Otro mecanismo es en donde la estación base realiza sondeos consecutivos a
las estaciones conectadas y permitir la transmisión.
2.3 Modelo de Referencia OSI
La existencia de equipos fabricados con diferentes tecnologías y conexiones,
la
necesidad de intercambiar información entre ellos, lleva a la estandarización de
tecnología con el fin de poder ofertar productos intercambiables y compatibles, lo que
conlleva un aumento en el consumo, calidad de productos y consecuentemente la
reducción de costos. Entre las instituciones existentes que realizan las normas de
estandarización están las siguientes:
1
2
Ver Glosario
Ver Lista de Acrónimos
29
•
IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos)
•
ISO (Organización Internacional de Estandarización)
•
ECMA (Asociación Europea de Fabricantes de Computadoras)
Las instituciones con mayor influencia de normas en la fabricación de equipo
tecnológico para transmisión de Voz, Audio y Video son la IEEE y la ISO. Los
estándares son normas que gozan de una aceptación generalizada en un determinado
ámbito y que han sido elaboradas por un fabricante, consorcio y/o grupo de usuarios.
El modelo OSI1 (Open Systems Interconection) es utilizado de referencia para la
interconexión de sistemas abiertos, en este se describe como se transporta la
información entre dos aplicaciones que están funcionando en dos computadoras
conectadas a una red. Se comenzó a desarrollar desde el año de 1977 bajo un modelo
conceptual, en 1983 fue considerado y dado el grado de estándar y en la actualidad es
el modelo conceptual básico para la interconexión de computadoras o periféricos.
El problema de intercambiar la información entre dos aplicaciones conectadas a través
de una red se divide en diferentes niveles.
En uno de los niveles se le asigna una tarea concreta y auto contenida, con el fin que
se pueda realizar independientemente de las tareas de otros niveles superiores ó
inferiores, con lo anterior se logra sustituir un nivel por otro equivalente sin afectar a
otros niveles que estén en funcionamiento.
El modelo de referencia OSI, consta de siete niveles, estos se dividen en dos grupos, el
primero de ellos llamado Nivel Inferior y agrupa los niveles: 1) Físico, 2) Enlace ó
Estación, 3) Red y 4) Transporte. El otro es llamado Nivel Superior y agrupa los niveles:
De 5) Sesión, 6) Presentación y 7) Aplicación.
1
Ver Lista de Acrónimos
30
Los niveles superiores son realizados utilizando software y es en donde existe la
interacción con los usuarios. Los niveles Físico y de Enlace son realizados en
Hardware y Software, los niveles de Red y Transporte son realizados solo por
Software, en estos últimos se transporta la información.
La arquitectura de este estándar, se compone de un conjunto de nodos, están
representados en forma vertical. Un nodo puede ser una computadora, un sistema
intermedio de control de comunicaciones, un router, una impresora, etc. Por ejemplo:
Dos computadoras se conectan a través de un router intermedio, utilizando un medio
físico, en este caso las computadoras utilizan el protocolo del mismo nivel
correspondiente para comunicarse, es decir Protocolos de Aplicación para el
correspondiente nivel de Aplicación, Protocolo de Red para su correspondiente nivel de
Red y así sucesivamente un protocolo para cada nivel.
No todos los dispositivos en una red manejan todos los niveles, esto depende de la
función que cada uno de ellos desempeñe, generalmente los nodos finales manejan los
siete niveles, en el caso de equipos como Router y Gateways, únicamente manejarán
los niveles Físico, Enlace y Red. En la fig. 9, se observa la estructura genérica de un
nivel y la relación que tiene con los niveles Superior e Inferior.
Figura 9 – Modelo de Referencia OSI
31
Nivel 7: Nivel de Aplicación
Se definen las Reglas para entrar en el sistema de comunicaciones. Los programas
utilizan esta capa y se comunican unos a otros a través de este.
Nivel 6: Nivel de Presentación
Negocia y administra la forma en que se representan y codifican los datos. Provee un
común denominador para la transferencia de datos de diferentes sistemas: ASCII,
EBCDIC binario, etc.
Nivel 5: Nivel de Sesión
Proporciona la coordinación de las comunicaciones en una forma ordenada.
Nivel 4: Nivel de Transporte
Es el responsable de la validez e integridad de la transmisión, de un extremo a otro.
Los servicios de transporte OSI incluyen los niveles 1 a 4, es decir que son
colectivamente responsables del tránsito de los bits de la estación remisora a la
receptora.
Nivel 3: Nivel de Red
Establece la ruta entre las estaciones de emisión y recepción, por ejemplo la función de
Conmutación en el sistema telefónico.
Nivel 2: Nivel de Estación ó de Enlace
Es el responsable de la validez e integridad de la transmisión de nodo a nodo.
Nivel 1: Nivel Físico
Define las características funcionales para pasar bits de datos hacia el medio de
conexión y para recibirlos de él. Por ejemplo:
- Las señales RTS1: Pedido de envío (ready to send).
- Las señales TDM1: Multiplexación por división de tiempos.
- Las señales CTS: Listo para enviar (complete to send).
Las características eléctricas y mecánicas definen la interfaz entre el modelo OSI y el
medio de conexión para la transmisión.
1
Ver Lista de Acrónimos
32
El funcionamiento de un nivel o capa, sigue los conceptos siguientes:
•
La interacción entre niveles se realiza mediante la interfaz de cada nivel con el
nivel superior e inferior.
•
En un nivel pueden existir varias unidades funcionales que realicen las funciones
de dicho nivel.
•
El nivel N, ofrece al nivel superior N+1 un conjunto de servicios que se
denominan servicios de nivel y comprenden las funciones que realiza para dicho
nivel.
•
El nivel N+1 utiliza los servicios del nivel N a través de los puntos de accesos al
servicio SAP (Service Access Points).
•
El nivel N utiliza los servicios que le proporciona el nivel inferior N-1 para poder
tener comunicación con otros niveles. Dicha comunicación es un sistema
transparente para el nivel N-1.
•
La comunicación entre unidades funcionales del mismo nivel, en dos nodos
diferentes, se lleva a cabo utilizando un determinado protocolo.
En el modelo OSI, el control es transferido de un nivel al siguiente, comenzando en una
estación por el nivel de aplicación, llegando hasta el nivel más bajo, viaja por el medio
de transmisión hasta la otra estación y subiendo nuevamente la jerarquía. Existe una
funcionalidad similar en todas las redes de comunicación; sin embargo, algunos
sistemas no OSI existentes, integran a menudo dos o tres capas funcionales en una
sola.
2.3.1 Estándares de la IEEE 802
Debido a que la tecnología usada en redes locales no encajaba bien en el Modelo
Referencial OSI, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE, define un
estándar, el cual está conformado por las siguientes normas:
802.1 Introducción a los Estándares.
33
802.2 Control de Enlace Lógico – LLC1, MAC1 Control de Acceso al Medio.
802.3 Acceso Múltiple por Detección de Portadora con Detección de Colisiones CSMA/CD.
802.4 Token Bus
802.5 Token Ring
802.6 Redes Metropolitanas
2.3.2 Protocolos
Un protocolo, es un conjunto de reglas sintácticas y semánticas que conllevan el
mecanismo en el que dos entidades o nodos del mismo nivel pueden comunicarse e
intercambiar información. Teóricamente los protocolos son independientes y diferentes,
dependiendo del nivel al que pertenecen, pero hay arquitecturas de red en que lo
anterior no se cumple y existe una interdependencia entre ellos, los protocolos se
pueden clasificar como:
•
Protocolos LAN: Definen la comunicación en distintos tipos de redes LAN.
•
Protocolos WAN: Definen la comunicación en redes de área extensa.
•
Protocolos de Enrutamiento: Determinan el camino que debe seguir la
comunicación atravesando más de una red.
•
Protocolos de Red: Definen la entrega de información en una red.
•
Protocolos de Aplicación: Definen el diálogo entre dos aplicaciones.
2.3.3 Modelo TCP/IP
1
Ver Lista de Acrónimos
34
Se desarrolló para poder comunicar equipos de diferentes fabricantes, este protocolo
respeta a los que se utilizan en el nivel de enlace de datos y se adapta al nivel físico
que existe en una determinada red. Como objetivos iniciales tiene:
•
No tener un centro en donde se pueda controlar.
•
La red debe de crecer sin interrumpir el funcionamiento de esta.
•
La utilización con diferentes medios físicos y enlaces de datos.
En este modelo hay dos protocolos, uno de ellos es el Protocolo de Internet (IP) y el
Protocolo de Transmisión (TCP). Agrupa un conjunto de protocolos que es utilizado por
todos los dispositivos que se conectan a Internet, de manera que sea posible la
comunicación entre sí, es decir no distingue entre Hardware ni Software de diferentes
fabricantes.
Por el diseño que se realiza en el modelo de capas de las arquitecturas de
comunicaciones, consigue abstraer las particularidades de cada dispositivo y el sistema
operativo que se asocia a cada uno de ellos.
En la actualidad todos los sistemas operativos, permiten la transmisión y recepción
utilizando TCP/IP. La arquitectura consta de cuatro niveles:
•
Aplicación: Corresponde con los modelos OSI de aplicación, presentación y
sesión. En este nivel se incluyen protocolos destinados a correo electrónico
SMTP1, transferencia de archivos FTP1, Conexión remota TELNET, protocolos
para el servicio de Internet HTTP1.
•
Transporte: Coincide con el nivel de transporte del modelo OSI, en este
coinciden dos protocolos TCP y UDP1. Se encarga de determinar el tipo de
servicio que se presta mediante la utilización de un puerto. En Internet cada
aplicación tiene definido un puerto y es identificado con un número.
1
Ver Lista de Acrónimos
35
•
Red: Corresponde al mismo nivel en el modelo OSI, este incluye el protocolo IP,
que se encarga de enviar los paquetes de información a sus correspondientes
destinos. IP es el encargado de diferenciar los dispositivos conectados en una
red ó en Internet, asignando una dirección única de red a cada uno.
•
Enlace: Es la parte física y que sirve de interface con la red. Realiza las
operaciones de transporte de la información y de la compatibilidad de los
formatos en los que se envía con los dispositivos y medios de transmisión.
Tecnológicamente TCP/IP es compatible con cualquier especificación para esta
capa.
2.4 Internet
2.4.1 Generalidades
Internet se inició como un proyecto de defensa de los Estados Unidos. A finales de los
años 60, la ARPA (Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados) del
Departamento de Defensa definió el protocolo TCP/IP1.
La idea era garantizar mediante este sistema la comunicación entre lugares alejados en
caso de ataque nuclear. Ahora el TCP/IP sirve para garantizar la transmisión de los
paquetes de información entre lugares remotos, siguiendo cualquier ruta disponible.
En 1975, ARPAnet comenzó a funcionar como red, sirviendo como base para unir
centros de investigación militares y universidades, y se trabajó en desarrollar protocolos
más avanzados para diferentes tipos de computadoras. En 1983 se adoptó el TCP/IP
como estándar principal para todas las comunicaciones, y en 1990 desapareció
ARPAnet para dar paso junto a otras redes TCP/IP a Internet.
Poco a poco, todos los fabricantes de computadoras personales y redes han
incorporado el TCP/IP a sus sistemas operativos, de modo que en la actualidad
cualquier equipo está listo para conectarse a Internet. Este une muchas redes,
36
incluyendo como más importantes la que proporciona acceso a los grupos de noticias
(Usenet), que data de 1979 y (conceptualmente) la World Wide Web, de principios de
los 90. Se calcula que actualmente hay varios miles de redes de todos los tamaños
conectadas a Internet, más de seis millones de servidores y entre 40 y 50 millones de
personas que tienen acceso a sus contenidos. Y estas cifras crecen sin cesar de un día
a otro.
2.4.1.1 Que es la Red
Internet es un conjunto de redes, redes de computadoras y equipos físicamente unidos
mediante cables que conectan puntos de todo el mundo. Estos cables se presentan en
muchas formas: desde cables de red local (varias máquinas conectadas en una oficina)
a cables telefónicos convencionales, digitales y canales de fibra óptica que forman las
"carreteras" principales.
Esta gigantesca Red se difumina en ocasiones porque los datos pueden transmitirse
vía satélite, o a través de servicios como la telefonía celular, o porque a veces no se
sabe muy bien a dónde está conectada.
En cierto modo, no hay mucha diferencia entre Internet y la red telefónica que todos
conocemos, dado que sus fundamentos son parecidos. Basta saber que cualquier
dispositivo a la que se pueda acceder a través de algún tipo de "conexión," como una
computadora en el hogar, una base de datos en una universidad, un servicio
electrónico de pago, un fax o un número de teléfono, pueden ser, y de hecho forman,
parte de Internet.
El acceso a las diferentes computadoras y equipos que están conectados a Internet
puede ser público o estar limitado. Una red de cajeros automáticos o terminales de
banco, por ejemplo, pueden estar integradas en Internet pero no ser de acceso público,
aunque formen parte teórica de la Red. Lo interesante es que cada vez más de estos
recursos están disponibles a través de Internet: fax, teléfono, radio, televisión,
imágenes de satélites o cámaras de tráfico son algunos ejemplos.
37
En cuanto a organización, Internet no tiene en realidad una cabeza central, ni un único
organismo que la regule o a la que pedirle cuentas si funciona mal. Gran parte de la
infraestructura es pública, de los gobiernos mundiales, organismos y universidades.
Muchos grupos de trabajo trabajan para que funcione correctamente y continúe
evolucionando. Otra gran parte de Internet es privada, y la gestionan empresas de
servicios de Internet (que dan acceso) o simplemente publican contenidos. Como
Internet está formada por muchas redes independientes, que hablan el mismo lenguaje,
ni siquiera están claros sus límites.
En Internet, las comunicaciones concretas se establecen entre dos puntos: uno es la
computadora personal desde donde se accede y el otro es cualquiera de los servidores
que hay en la Red y facilitan información.
El fundamento de Internet es el TCP/IP, un protocolo de transmisión que asigna a cada
máquina que se conecta un número específico, llamado "número IP" (que actúa a
modo de "número teléfono único") como por ejemplo 192.168.0.1.
El protocolo TCP/IP sirve para establecer una comunicación entre dos puntos remotos
mediante el envío de información en paquetes. Al transmitir un mensaje o una página
con imágenes, por ejemplo, el bloque completo de datos se divide en pequeños
bloques que viajan de un punto a otro de la red, entre dos números IP determinados,
siguiendo cualquiera de las posibles rutas. La información viaja por muchas
computadoras intermedias a modo de repetidores hasta alcanzar su destino, lugar en el
que todos los paquetes se reúnen, reordenan y convierten en la información original.
Millones de comunicaciones se establecen entre puntos distintos cada día, pasando por
cientos de computadoras intermedias.
La gran ventaja del TCP/IP es que es inteligente. Como cada intercambio de datos está
marcado con números IP determinados, las comunicaciones no tienen por qué
cruzarse. Y si los paquetes no encuentran una ruta directa, las computadoras
intermedias prueban vías alternas. Se realizan comprobaciones en cada bloque para
38
que la información llegue intacta, y en caso de que se pierda alguno, el protocolo lo
solicita de nuevo hasta que se obtiene la información completa.
TCP/IP es la base de todas las máquinas y software sobre el que funciona Internet: los
programas de correo electrónico, transferencia de archivos y transmisión de páginas
con texto e imágenes y enlaces de hipertexto.
Cuando es necesario, un servicio automático llamado DNS convierte automáticamente
esos crípticos números IP a palabras más inteligibles para que sean fáciles de
recordar.
2.4.1.2 La conexión
Generalmente se accede a Internet a través de la línea telefónica, pero también es
posible hacerlo mediante un cable de fibra óptica. Si la línea telefónica dispone de un
conector en la pared para instalar el teléfono, también se puede conectar a el un
MODEM que salga de la computadora. Para seguir conectado y mientras hablar por
teléfono, casi todos los módems tienen dos conectores: teléfono y línea. La conexión a
Internet requiere disponer de cinco elementos: una computadora, un MODEM, un
programa que efectúe la llamada telefónica, otro programa para navegar en la Red y
una empresa proveedora de Internet que realice la función de servidor o intermediario.
Así mismo, es posible poder conectarse a Internet por medio de otros métodos. Dado a
que ese tipo de conexiones eran demasiado lentas, nacieron otros tipos de conexiones
con velocidades de recepción ("downstream") de 144Kbps-8Mbps (8 y 300 veces más
veloz que un MODEM), y de envío ("upstream") de 64Kbps a 8Mbps (4 y 300 veces
más rápido que MODEM) y curiosamente este tipo de tecnología es implementada
sobre los mismos 2 cables de cobre por los que actualmente utilizamos conexiones de
MODEM e ISDN (Red Digital de Servicios Integrados), solo que el acceso se ve
mejorado en promedio 50 veces más . Las oscilaciones en este tipo de servicio se
deben a las diferentes formas de DSL (Línea de Abonado Digital) que existen, algunas
son: ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica), SDSL (Línea de Abonado Digital
39
Simétrica), HDSL (Línea de Abonado Digital de Alta Velocidad), y VDSL (Línea de
Abonado Digital de Muy Alta Velocidad).
2.4.1.3 Protocolo FTP
EL FTP es un protocolo de transferencia de archivos que permite enviar archivos de
datos por Internet. Gracias a ello, ya no es necesario guardar la información en
diskettes para usarla en otra computadora. Con este servicio, muchas empresas
informáticas han podido enviar sus productos a personas de todo el mundo sin
necesidad de gastar dinero en miles de diskettes ni en envíos.
2.4.1.4 Intranet
Una red Intranet es una estructura que vincula todos los equipos de una corporación,
permitiendo a los usuarios acceder y compartir recursos desde cualquier puesto de
trabajo, siempre que su nivel de organización así lo permita. Si con los equipos de una
organización se vinculan otros de clientes o proveedores entonces esa es una red
Intranet.
2.4.1.5 Otros servicios
Existen otros servicios de Internet no tan conocidos ni populares que siguen existiendo
por razones prácticas e históricas. Algunos de ellos son:
Telnet. Sirve para conectarse de forma remota a una computadora (generalmente Unix)
desde un programa Terminal. A todos los efectos, se puede trabajar con dicha
computadora, como si se estuviera sentado frente a una Terminal local, aunque se
encuentre en el otro extremo del mundo.
2.4.1.6 WEB
40
La World Wide Web (la "telaraña" o "maraña mundial") es tal vez el punto más visible
de Internet y hoy en día el más usado junto con el correo electrónico, aunque también
es de los más recientes. Originalmente denominado Proyecto WWW y desarrollado en
el CERN (Organización Europea para la Investigación Nuclear) suizo a principio de los
90, partió de la idea de definir un "sistema de hiper medios distribuidos". La WWW
puede definirse básicamente como tres cosas: hipertexto, que es un sistema de
enlaces que permite saltar de unos lugares a otros; multimedia, que hace referencia al
tipo de contenidos que puede manejar (texto, gráficos, vídeo, sonido y otros) e Internet,
las base sobre las que se transmite la información.
El aspecto exterior de la WWW son las conocidas "páginas Web." Una ventana
muestra al usuario la información que desea, en forma de texto y gráficos, con los
enlaces marcados en diferente color y subrayados. Haciendo un clic se puede "saltar" a
otra página, que tal vez esté instalada en un servidor al otro lado del mundo. El usuario
también puede "navegar" pulsando sobre las imágenes o botones que formen parte del
diseño de la página.
Las páginas de la WWW están situadas en servidores de todo el mundo (sitios Web), y
se accede a ellas mediante un programa denominado "navegador" (browser). Este
programa emplea un protocolo llamado HTTP, que funciona sobre TCP/IP, y que se
encarga de gestionar el aspecto de las páginas y los enlaces.
Cada página Web tiene una dirección única en Internet, en forma de URL. Un URL
indica el tipo de documento (página Web o documento en formato HTML), y el de las
páginas hipertexto de la WWW comienza siempre por http. La Web proporciona
algunas opciones interesantes: se puede circular saltando de un sitio a otro y volviendo
rápidamente a los sitios que se acaban de visitar. La Web también facilita el acceso a
información gráfica, películas o sonido de forma automática.
La Web es el lugar de Internet que más crecimiento está experimentando últimamente:
se calcula que hay más de 50 millones de páginas Web en la Red, y su número crece a
un ritmo vertiginoso. Cada vez son más las empresas que publican información en la
41
Web. Y encontrarla es también cada vez más fácil: casi todos los nombres de los sitios
Web comienzan por el URL que indica que se trata una página Web en formato HTML
(http://) seguido de las letras características de la Web (WWW), el nombre de la
empresa y terminan con el identificador de empresa (.com) o país (.sv).
Parte de la gran potencia de la Web también proviene del hecho de que cada vez es
más fácil publicar material en la Web, no sólo acceder a lo que ya está allí. Existen
programas gratuitos y comerciales para crear páginas HTML para la Web (similares a
los programas de autoedición, sin necesidad de programación), y alquilar espacio en un
servidor al que enviar las páginas es cada vez más barato y accesible.
2.4.1.7 Web Hosting
Físicamente un servicio de "Web Hosting" es una colección de servidores "Web
Servers", que no son otra cosa que computadoras poderosas colocadas en facilidades
con el clima controlado y con conexiones permanentes al Internet a través de líneas de
alta velocidad. Estas computadoras almacenan la información que compone las
páginas de Internet.
2.4.2 Antecedentes
Empezó en los Estados Unidos de América en 1969, como un proyecto puramente
militar. La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados de Defensa (DARPA)
desarrolló una red de computadoras llamada ARPANET, para no centralizar los datos,
lo cual permitía que cada estación de la red pudiera comunicarse con cualquier otra por
varios caminos diferentes, además presentaba una solución para cuando ocurrieran
fallas técnicas que pudieran hacer que la red dejase de funcionar.
Los sitios originales que se pusieron en red eran bases militares, universidades y
compañías con contratos del Departamento de Defensa. Conforme creció el tamaño de
42
esta red experimental, lo mismo sucedió con las precauciones por la seguridad. Las
mismas redes usadas por las compañías y las universidades para contratos militares se
estaban volviendo cada vez más accesibles al público.
Como resultado, en 1984, ARPANET se dividió en dos redes separadas pero
interconectadas. El lado militar fue llamado MILNET.
El lado educativo todavía era llamado técnicamente ARPANET, pero cada vez se hizo
más conocida como Internet.
En mayo de 1995, entre 35 y 45 millones de personas usaban Internet y este número
fue creciendo mes a mes en un 10 a 15%. Las estimaciones para 1997 colocaban en
62 millones el número de personas que utilizaban Internet. Se dice que el resultado
final es que lo que comenzó como un proyecto de investigación gubernamental y
educativa ahora se ha convertido en uno de los medios de comunicación más
importante de la actualidad. Nunca antes había sido posible tener acceso a tantas
personas de culturas y antecedentes tan variados.
2.4.2.1 Historia de la WEB
La Web es una idea que se construyo sobre la Internet. Las conexiones físicas son
sobre la Internet, pero introduce una serie de ideas nuevas, heredando las ya
existentes.
Empezó a principios de 1990, en Suiza en el centro de investigación CERN (Centro de
Estudios para la Investigación Nuclear) y la idea fue de Tim Berners-Lee, que se gestó
observando una libreta que él usaba para añadir y mantener referencias de cómo
funcionaban las computadoras en el CERN.
Antes de la Web, la manera de obtener los datos por la Internet era caótica: había un
sinfín de maneras posibles y con ello había que conocer múltiples programas y
sistemas operativos. La Web introduce un concepto fundamental: la posibilidad de
lectura universal, que consiste en que una vez que la información esté disponible, se
43
pueda acceder a ella desde cualquier computadora, desde cualquier país, por cualquier
persona autorizada, usando un único y simple programa.
Con Web los usuarios novatos podrían tener un tremendo poder para hallar y tener
acceso a la riqueza de información localizada en sistemas de cómputos en todo el
mundo.
Este solo hecho llevó un avance tremendo de Internet, un ímpetu tan grande que en
1993 World Wide Web creció un sorprendente 341000%, tres años después, en 1996,
ya sé estaba duplicando cada 50 días.
2.4.3 Elementos que lo componen
2.4.3.1 Arquitectura cliente/servidor
Pensar en una red clásica de pescadores es bastante gráfico para comprender la
estructura de la Red. En ella, se pueden diferenciar a simple vista dos elementos que
se repiten: los nudos y los segmentos de malla que unen los distintos nudos. Al hablar
de Internet se está hablando también de una red y los elementos que componen esa
red son los nodos y los enlaces. La estructura de Internet no es tan regular como una
red de pescadores, si bien se pretende tener conectividad entre todos los nodos, es
decir, lo ideal es tener la posibilidad de encontrar al menos dos rutas o caminos entre
dos nodos cualesquiera. Uno de ellos será el nodo origen de los mensajes mientras
que el otro será el nodo destino.
Los nodos no son más que computadoras dedicadas a encaminar los paquetes hacia
su destino, eligiendo el enlace más adecuado en cada momento. Estos nodos reciben
el nombre de enrutadores (ROUTERS), y serían algunos de los nudos de la parte
interna/central de la red de pesca. Igualmente, al conectarse se utiliza un computador,
que si bien también es un nodo de la red se le denomina HOST.
Los enlaces son las conexiones físicas entre nodos y están formados por un conjunto
de circuitos de datos en forma de hilos telefónicos, fibras ópticas, microondas y demás
soportes propios de Telecomunicaciones. La información, se divide en trozos de un
44
número determinado de caracteres. A cada trozo de estos, denominado paquete, se le
asocia información de enrutamiento, y se envía por un enlace. Es decir, cuando se
establece una conexión a Internet, el equipo queda conectado por un enlace a la red.
Existen una serie de computadoras que están conectadas a la red con el objeto de
ofrecer y proporcionar alguna clase de servicio a todo aquel que se lo pida. Estas son
también nodos de la red y se denominan servidores (SERVERS).
Para poder acceder a los recursos que ofrece un servidor se necesita un tipo de
programa específico, denominado programa cliente, que se debe ejecutar en un
computador y que es el encargado de mantener el diálogo con el programa servidor. Se
dice que se está en una arquitectura cliente/servidor, en la que el programa servidor
corre en el computador que ofrece algún recurso y el programa cliente en el
computador de aquél que lo reclama. En el mundo Internet, por ejemplo, se tiene que
los famosos programas navegadores son clientes que piden páginas a diversos
servidores que existen en la red. En función del tráfico que deba circular por un enlace
en concreto, o de lo que se pague por él, se utilizan líneas de mayor capacidad, que
hacen que el flujo de información entre dos nodos sea más o menos rápido.
2.4.3.2 Organización de la información distribuida
En Internet no existe una única computadora central al que acudir, sino que la
información se encuentra dispersa, en equipos situados por toda la red, en lugares
desconocidos normalmente. En términos informáticos, esta situación se describe
diciendo que la información se encuentra distribuida, lo que conlleva la necesidad de
herramientas y criterios de localización.
Una fuente de datos se considera localizada cuando se conoce su dirección Internet,
consistente en cuatro grupos de números (0-255) que identifican de forma única una
máquina dentro de todo el conjunto de redes. Existe un mecanismo que nos oculta las
auténticas direcciones, bastante difíciles de memorizar, y las sustituye por nombres
mucho más intuitivos.
45
Una dirección propia de Internet tiene la siguiente forma: “195.76.188.2”, mientras su
alias es "nodo50.org". Es lo que se llama dirección IP.
La naturaleza distribuida de la red tiene un problema asociado: poder saltar o moverse
de una fuente de datos a otra. El refinamiento máximo vino con el protocolo de
transferencia de hipertexto HTTP, que permitió incluir dentro de un documento enlaces
que apuntaban a otros documentos relacionados, pudiendo encontrarse éstos en la
misma fuente de datos o en una remota, facilitándose la navegación intuitiva.
El moverse entre fuentes de datos situadas en muy diversos lugares supone la
utilización de diversas rutas o caminos para llegar a ellos y, por tanto, la efectividad
depende de:
•
Canal de comunicaciones variable.
•
Lejanía física del servidor de información.
•
La sobrecarga del servidor.
Dado que existen franjas horarias a lo largo del día en las que los servidores sufren
picos de acceso que provocan auténticos embotellamientos en las autopistas de la
información, son las tan conocidas “horas punta”. En una red mundial las horas de
mayor afluencia varían si el servidor al que se quiere acceder es europeo, americano,
asiático, etc.
2.4.3.3 Tipos de información
No es lo mismo leer un correo pequeño, acceder a una página de sólo texto, consultar
páginas con abundante información multimedia o descargar un fichero ejecutable
extenso.
46
La diferencia esta aparejada con el tamaño de la información que contienen. El texto
es lo que menos ocupa y, por contra, la información con imágenes, sonido o un
programa ejecutable son los que más ocupan.
Cuanto mayor sea la información, más tiempo es necesario, con el consiguiente riesgo
de un corte en la conexión que pueda dejar con la información a medias, algo no muy
grave en el caso de correo o páginas hiper textuales, pero fatal para las transferencias
de ficheros, puesto que hay que volver a traerlo todo, sin olvidar el gasto ocasionado.
“Toda información a transferir, susceptible de ser comprimida, debe ser comprimida”
Los tipos de información más comunes en Internet son:
- Correo: puede tenerse correo dirigido a alguien específicamente, o correo recibido por
alguien en las listas de distribución
- Noticias: está organizado en torno a grupos de noticias, de forma que un usuario se
suscribe a aquellos grupos que sean de su interés, recibiendo los artículos nuevos
cada vez que se conecte a su servidor. Su labor se reduce a elegir los grupos de
noticias que puedan interesarle y participar en los mismos.
- Documentos con hipertexto: más conocidos por páginas Web. Se pueden encontrar
desde páginas muy sencillas, conteniendo simplemente texto y enlaces a otros
documentos hasta complejas páginas con gráficos animados dispuestos en varios
marcos (FRAMES), algo así como mini-páginas dentro de una página, con elementos
multimedia incluidos (sonido, vídeo), nuevamente, más enlaces a otros documentos.
- Programas o aplicaciones: están disponibles en la red y se pueden encontrar:
Freeware: Aquellos programas que son de libre distribución y totalmente gratuitos.
Shareware: Aplicaciones de las que se puede disponer libremente, aunque se suele
solicitar una pequeña aportación en caso de satisfacción, destinada a dar y mantener
informados de nuevas versiones o mejoras al usuario.
47
Versiones de prueba o evaluación, “betas”: que son programas comerciales, en
versiones casi definitivas, que se encuentran en fase de depuración o pruebas finales y
se distribuyen para que sean sometidos a uso real, de forma que se detecten errores y
se informe de ellos, con idea de subsanarlos en la versión comercial final.
2.4.3.4 Hardware y Software
Las personas o empresas que deseen publicar sus páginas Web en un centro
proveedor de Internet o bien que deseen montar su propio servidor, antes de publicar
sus páginas, deben tener en cuenta varios aspectos como son seguridad, velocidad de
acceso y servicios.
Al contactar con cualquier centro proveedor de Internet éste nos informará de todas sus
características técnicas: el ancho de banda que tiene, el número de usuarios, las
máquinas que tiene, los sistemas de seguridad que implementa y que sistema usa para
tratar la información que se desea colocar en el centro.
2.4.3.4.1 Hardware
•
Tipos de línea
Actualmente la forma más extendida de acceder a un servidor es por medio de una
Frame Relay, que es una técnica de conmutación por paquetes que servirá para enviar
información. Esta técnica básicamente lo que hace es transferir a los terminales las
funciones de flujo de control, corrección de errores y otras que anteriormente hacían los
protocolos de comunicación como X.25. Frame Relay está orientado a paquetes como
X.25 y también transparente a los protocolos como el modo circuitos.
•
Router
48
Estos dispositivos operan en el nivel de red y permiten la interoperabilidad entre redes
diferentes eligiendo siempre el mejor camino para enviar un paquete.
El router necesario se debe adaptar a la información que llega por la línea de acceso a
información que la máquina pueda entender. La elección del router vendrá especificada
por el protocolo que se use. Además se debe configurar.
Los routers son tolerantes a fallos de enlaces (rutas alternativas), también soportan el
desorden y duplicidad de paquetes, si bien los routers deberían minimizar la pérdida
adicional de paquetes aunque el nivel no garantiza la entrega fiable de paquetes. Los
routers introducen un tiempo de procesado adicional.
•
Servidores(Hardware)
Servidores son las máquinas donde está depositada la información que se desea
publicar en Internet. Esta puede estar distribuida en varias computadoras o en un
servidor. Tanto si se trata de una u otra opción, se deben tener en cuenta varios
aspectos físicos.
o Memoria RAM
La mayoría de páginas que hay en Internet son HTML, por lo que una vez se haya
publicado una de ellas, esta pasará a la RAM del servidor, por lo que sí un usuario
viene inmediatamente después, se encontrará con la página de una manera mucho
más rápida que no el usuario anterior. Por lo tanto, una buena cantidad de RAM
siempre hará que el servidor no tenga que hacer tantos accesos a disco duro, por lo
que la velocidad de servicio aumentará.
Hay que tener en cuenta que si se trabaja con páginas que se generan de forma
aleatoria, que se generan con una consulta a una base de datos o simplemente a gusto
del usuario, se dirá que la RAM no juega un factor tan importante ya que es muy difícil
que una misma sea cargada de una forma continua.
o Disco Duro
49
Debido a toda la información que reside en disco duro, se debe tener una velocidad de
acceso a éste lo más elevada posible. Con un par de imágenes, un fondo que no sea
liso y un texto más o menos grande se verá a un tamaño de una página de unos 2535Kb. Si tenemos en cuenta que las imágenes normalmente se encuentran en
directorios distintos a los documentos HTML, y que por lo general los discos duros se
encuentran llenos, se recomiendan el uso de discos duros SATA ya que tienen una
velocidad de respuesta mayor a la de los discos duro normales (IDE).
Debido a que en todas las plataformas los navegadores Web requieren mucho espacio
de disco libre el mínimo requerido está entre 50 y 100Mb libres.
o Procesador
Con las páginas HTML, la velocidad del procesador no se ve muy forzada. Pero si la
página Web que se genera se hace a partir de una consulta a una base de datos o, a
parte de la página Web, se generan archivos de consulta para guardar o imprimir, esto
se realizará básicamente con la computadora, y cuanto más potencia se tenga
(velocidad de proceso) estas se generarán de una manera más rápida.
Para las PC, se desea al menos un procesador de 800 MHZ. Mientras más rápido el
procesador mejor.
A parte de los aspectos físicos del servidor, hay que tener en cuenta quien los gestiona.
Esto es el sistema operativo. Máquinas como Silicon Grafhics o Sun Microsystems son
un claro exponente de potencia y seguridad. Sus sistemas operativos, sus
componentes de hardware y software hacen que estas computadoras sean bastantes
caras, pero en muchos modelos casi infranqueables por los temidos hackers.
Otras soluciones más económicas son el uso de servidores como los de IBM, Siemens,
HP, DELL u otras marcas que ofrecen soluciones a nivel hardware que se adaptan a
las que se ha citado antes ya que ofrecen software o sistemas operativos más
económicos.
50
2.4.3.4.2 Software
•
Servidores (Software)
Cuando se habla de servidores a nivel software se está refiriendo a los programas que
se necesitan para que los usuarios se beneficien de los servicios que se ofrecen.
Algunos de estos servicios son:
o DNS (Domain Name Server)
Conocido como servidor de dominio. Este servidor lo que hace es traducir la dirección
que se envía con formato texto, en una dirección IP. Si reconoce esa dirección, dentro
del dominio, la sirve; si no, reenvía la dirección a un servidor inmediato superior que si
tampoco la reconoce, actuará de la misma manera.
o WWW (Word Wide Web)
Este servicio utiliza el protocolo HTTP (Hyper Text Transfer Protocol) que está basado
en la filosofía cliente-servidor y se utiliza para intercambiar documentos entre distintos
ordenadores.
Este servidor debe soportar el HTML (Hiper Text Markup Lenguaje), que es el lenguaje
usado en la realización de páginas Web, para que pueda ser tratado en todas las
plataformas.
o FTP (File Transfer Protocol)
Se utiliza para poder intercambiar información en forma de archivos entre dos
computadoras. Generalmente, los usuarios utilizan el FTP para poder poner sus
páginas Web en su servidor de una manera más clara, rápida y segura, ya que cada
usuario normalmente tiene acceso a su directorio particular.
o Pop3 (Post Office Control)
Representa la central de correos del usuario. Una vez que se ha recibido la información
de para quién es y de quién es el mensaje por parte del SMTP, actúa el Pop3.
51
Estos son los servicios principales e imprescindibles, pero no los únicos. Otros
servicios que se pueden añadir son servidores de audio, vídeo, etc, que serán tocados
con más detalle más adelante.
2.4.3.5 Otras características
Otros aspectos importantes a tener en cuenta son:
•
Direcciones IP
Basadas en el protocolo TCP/IP el cual ofrece un servicio no orientado a conexión, es
decir, que cada trama en la que se ha dividido un paquete puede ser enviada por un
camino distinto y también puede llegar de forma desordenada. El control de flujo y de
errores se realiza en los terminales, por lo que hace que el envío de los paquetes sea
bastante rápido. Cada máquina tiene asociado un número de 32 bits, llamado dirección
IP. Esta dirección se divide en dos partes: NETID y HOST ID.
NETID: esta parte es asignada por el NIC (Network Information Center).
Cuando la red o servidor no va a ser visto por ningún usuario externo o por ninguna red
externa, no se tiene que pedir nada a este organismo. Según el tamaño que tenga la
red, se tendrán 8, 16 o 24 bits para poder identificarla.
HOST ID: Identifica cada máquina dentro de la red, esta parte corre a cargo del
redmaster (administrador de red)
Cada dirección vendrá representada, por cuatro números decimales separados por un
punto entre sí, 194.168.100.7, que representará el valor binario de cada campo. De
esta manera se puede asegurar que cualquier dirección, que se haya hecho pública
podrá ser accesible siempre y cuando se cumplan los permisos necesarios para poder
acceder a ella.
•
Servidor DNS
52
Por lo general los usuarios prefieren asociar a un nodo un nombre simbólico y no su
dirección numérica, esto es www.xxxxxxx.com en lugar de la dirección IP
xxx.xxx.xxx.xxx.
El DNS se puede entender como un servicio de directorios de Internet que proporciona
información acerca de la asociación entre el nombre simbólico de un nodo con su
dirección IP. Otra de sus particularidades es que divide la red en dominios y
subdominios a partir de una estructura arbórea que identifica por caminos, por lo que
una zona será una región compuesta de uno o más dominios y subdominios gestionada
por un único administrador. Cada nodo se identifica por una etiqueta o alias, de longitud
inferior a 63 caracteres, y cada nombre de dominio de un nodo del servicio DNS está
formado por una concatenación de etiquetas, cada una de ellas separada por un punto.
EL servicio DNS se basa en una estructura cliente-servidor, donde los dominios
superiores están divididos en tres grandes grupos: gestión (org), dominios compuestos
por tres caracteres (net), y dominios compuestos por dos caracteres (resto de países).
Todos estos gestionados por el NIC.
El DNS actúa como una base de datos distribuida donde los servidores DNS
intercambian información en modo jerarquizado, los servidores son responsables de
jerarquizar las zonas teniendo conocimiento de sus servidores vecinos y almacenando
la información en los RR (Resource Records).
2.4.4 Tipos de páginas WEB
La constante interacción con las empresas permite conocer los diferentes enfoques que
un proyecto de tecnología de Internet puede llegar a tener en los negocios. Al definir
por primera vez un proyecto de esta naturaleza, muchas empresas no tienen una idea
precisa del género de sitio que desean implementar.
Definir el género de un Sitio Web es tan importante como la definición misma de su
objetivo de negocios al implementar un programa de mercadotecnia en Internet. A
53
continuación se brinda una breve explicación de los cinco géneros básicos de Sitios
Web que existen en Internet en la actualidad.
2.4.4.1 Sitios de Negocios
Este género de Sitios Web tiene como objetivo primario dar a conocer una empresa y
sus productos en la red mundial de Internet. Son sitios orientados particularmente a la
mercadotecnia de una empresa para, en esencia, promover los productos y servicios y
generar nuevas oportunidades de negocio.
Sus características básicas son publicar información relevante acerca de una empresa,
su planta de producción, sus instalaciones, el catálogo de productos, programas de
calidad,
asociaciones
y
certificaciones,
información
técnica,
procesos
para
requisiciones, logística, distribuidores autorizados, procesos de garantía y formas de
contacto, entre otros.
Un requisito indispensable para este género de Sitios Web es una apropiada visibilidad
en Internet. Esto significa estar ubicado dentro de los 30 primeros lugares en las listas
de resultados de los principales buscadores.
Un alto porcentaje de los Sitios Web pertenecen a este género de sitios.
2.4.4.2 Sitios de Servicio
El propósito esencial de este tipo de sitios es ofrecer un servicio a clientes,
proveedores y demás socios comerciales. El servicio en cuestión puede tratarse de
consultas a bases de datos, colocación y seguimiento de pedidos, consultas sobre
bancos de información pública y de acceso restringido, noticias, información financiera
y de la bolsa, entre otras.
En ocasiones estos servicios son complementarios a los productos y servicios que las
empresas ofrecen. Se emplea a Internet como un medio de comunicación para facilitar
el acceso a la información.
54
2.4.4.3 Sitios de Comercio Electrónico
Estas tiendas virtuales tienen como principal objetivo la venta de mercancías a través
de Internet. Se da poca relevancia a la información acerca de la empresa, centrándose
más bien en los propios productos. Este género de sitios están totalmente orientados a
la venta en línea de productos y servicios, por lo que no es de extrañarse que sus tres
elementos básicos sean: Un catálogo detallado de los artículos con precios y
especificaciones de cada producto, un "carrito de compras" con un control de los
artículos seleccionados e importe total de las compras, y desde luego todas las
facilidades para la selección del medio de pago y el procesamiento de las
transacciones con una institución financiera. Detrás de estas tiendas virtuales, existe
por lo general un grupo de sistemas de información para el control de inventarios,
compras, ventas, facturación y distribución.
El éxito de los sitios de comercio electrónico depende en gran medida de los sistemas
de información en operación, del tiempo de respuesta del sitio, de un apropiado
sistema de navegación dentro de la tienda, de la seguridad en el procesamiento del
medio de pago a través de tecnologías SSL (Secure Server Layer) y desde luego de
una adecuada promoción del sitio.
Al igual que los sitios de negocios, es indispensable una apropiada visibilidad en
Internet, es decir, una buena posición en las listas de motores de búsqueda.
2.4.4.4 Sitios de Imagen Corporativa
Algunas empresas toman ventaja de Internet para el reforzamiento de sus marcas. Mas
que crear oportunidades de negocio, estos sitios tienen como propósito fundamental,
55
comunicar una imagen al mercado que atienden para reforzar el posicionamiento de
sus marcas en la mente de los consumidores.
2.4.4.5 Aspectos a considerar
En la práctica se pueden llegar a implementar con éxito algunas combinaciones de
estos géneros. Es común encontrar sitios orientados a negocios y servicio, también
existen sitios de Comercio Electrónico con algunas de las características básicas de un
sitio de negocios.
2.5 Transmisión de Video
2.5.1 Generalidades
La tecnología actual permite la conexión de cámaras de vídeo directamente en las
redes informáticas por las que se comunican las computadoras (basadas en el
protocolo TCP/IP), y que ya están disponibles en la mayoría de las oficinas y empresas.
El audio y el vídeo transmitido desde cualquier cámara de red o servidor de vídeo
puede visualizarse desde cualquier computadora conectada a una red de área local
(Local Área Network, LAN), a través de una Intranet privada o a través de Internet
Un producto de vídeo en red puede configurarse para proporcionar acceso a las
imágenes para la comunidad de Internet, a
través de un sitio web, o de forma
alternativa proporcionar acceso restringido a las imágenes a un número limitado de
personas
autorizadas.
Si
el
edificio
está
equipado
con
una
red
de
computadoras, ya está disponible la infraestructura necesaria para añadir cámaras a la
red.
2.5.2 Instalaciones de CCTV tradicionales
56
Tradicionalmente las cámaras de vigilancia (usadas en CCTV) están conectadas a
un monitor de televisión y utilizan cable coaxial dedicado. Si se utiliza un multiplexor, se
pueden visualizar diversas cámaras en un único monitor. Es relativamente sencillo
añadir uno o dos monitores adicionales en un mismo edificio, pero visualizar las
imágenes desde otra ubicación es más complicado. Debido a que se precisa cableado
dedicado para incorporar un nuevo monitor o una cámara a cualquier sistema existente.
Además los usuarios de CCTV deben
siempre
considerar
como
gestionar
el
almacenamiento de grandes cantidades de cintas de vídeo magnéticas.
Figura 10 – Una configuración típica de CCTV incluye cámaras analógicas, un multiplexor, un monitor y
un dispositivo de grabación.
Un PC que incluya software de aplicación de vídeo en red profesional puede
conectarse a la red con el fin de conseguir, gestionar y visualizar vídeo digital de todas
las cámaras del sistema. El vídeo digital se almacena en discos duros externos,
residiendo directamente en un PC o en un servidor a través de la red.
57
Figura 11 – Un servidor de vídeo o PC se conecta a las cámaras para digitalizar y transmitir el vídeo a
través de redes. Todas las cámaras pueden ser gestionadas desde cualquier computadora de la red a
través de un Hub o Switch. Es posible ampliar el acceso a cualquier PC remoto en casa o la oficina.
2.5.3 Ventajas de utilizar la tecnología de video en red
2.5.3.1 Accesibilidad remota
Se puede acceder a imágenes en directo en cualquier momento desde cualquier
computadora. Las imágenes pueden almacenarse en localizaciones remotas por
razones de seguridad o conveniencia y puede usar Internet como medio de transporte
de la información.
2.5.3.2 Flexibilidad
58
Se pueden colocar
cámaras prácticamente en cualquier lugar. No existen
limitaciones. Puede conectar las cámaras a una red de área local, a un módem xDSL, a
un módem inalámbrico, a un adaptador telefónico o a un teléfono móvil.
2.5.3.3 Economía
La tecnología de vídeo en red es muy económica dado que no precisa de una
computadora personal para que las cámaras funcionen. Puede además emplear el
cableado informático para la transmisión de la información.
2.5.3.4 Almacenamiento en discos duros
Para el almacenamiento de las imágenes, se utiliza un disco duro de una computadora,
el cual tiene las ventajas de ser más duradero que un vídeo y las cintas magnéticas,
puede configurarse para minimizar la redundancia y es sencillo hacer backup de su
contenido.
2.5.3.5 Escalabilidad
Un sistema de vídeo en red puede ampliarse para aumentar
su capacidad. La
escalabilidad de esta tecnología lo convierte en una opción práctica para cientos de
cámaras y del mismo modo sirve para pequeñas empresas que solo cuentan con unas
pocas cámaras. Además simplifica las migraciones paso a paso de los sistemas
analógicos existentes hacia soluciones 100% digitales.
2.5.3.6 Preparada para el futuro
59
Dado que las cámaras de red usan la más moderna tecnología digital las
inversiones que se realicen, reportarán beneficios a largo plazo.
2.5.3.7 Versatilidad en el uso
Los beneficios de las cámaras de red residen en sus numerosas ventajas y ahorros,
pueden usarse para una amplia variedad de funciones y situaciones diferentes.
2.5.4 Cámara de red
Una cámara para red es un dispositivo que contiene una cámara, un chip de
compresión y una computadora, esta es pequeña y especializada para aplicaciones en
red. Tiene su propia dirección IP y se conecta a la red como
cualquier
otro
dispositivo; incorpora el software necesario de servidor de web, servidor o cliente
FTP, de correo electrónico, etc. y tiene la
capacidad
de
ejecutar
pequeños
programas scripts.
Figura 12 – Con una cámara de red todo lo que necesita para ver las imágenes está incorporado en la
unidad.
60
Figura 13 – Esto es lo que hay en el interior de una cámara IP. El procesador (CPU), la memoria Flash y
la memoria DRAM están especializados para las aplicaciones de red.
Las cámaras de red están equipadas con entradas y salidas digitales. La entrada digital
puede ser usada para activar la transmisión de imágenes a la cámara.
Las salidas digitales se usan, por ejemplo, para abrir remotamente una puerta, o para
encender o apagar una luz de una dependencia dentro de un edificio cuando se
visualizan remotamente las imágenes.
Las cámaras de red con memoria (buffer) de imágenes pueden guardar y enviar las
imágenes que fueron captadas antes de que ocurriera una alarma.
Figura 14 – Cámara de Red comercial.
61
2.5.5 Servidor de vídeo
En multitud de diferentes entornos de trabajo existen sistemas analógicos de seguridad
basados en CCTV (Circuito Cerrado de TV). Para poder transmitir las imágenes de
estos sistemas a través de una red es necesario instalar un servidor de vídeo IP. Se
conecta en paralelo con el equipo ya existente y transmite las imágenes de fuentes de
video analógicas a través de una red informática.
Utilizando
los
puertos
serie incluidos
posible controlar el equipamiento
ya
en
los
servidores
de vídeo
es
existente, como grabadores de control de
tiempo y cámaras PTZ (con movimiento vertical, horizontal y zoom), etc. Los
servidores de vídeo IP están equipados con entradas y salidas digitales.
Figura 15 (a y b) – Un servidor de video de red está especialmente indicado para mejorar los sistemas de
CCTV.
62
Los servidores que poseen memoria para imágenes pueden, además guardar y enviar
las imágenes grabadas inmediatamente antes y después de la activación de una
alarma.
Un servidor de video para red también se puede conectar a una amplia variedad de
cámaras especiales, tales como una cámara súper sensible en blanco y negro, una
cámara miniatura o una cámara microscópica.
Figura 16 – Diagrama interno de un servidor de video.
2.5.6 Monitorización remota
El vídeo en red tiene miles de aplicaciones. Simplemente se puede añadir una cámara
a la actual red IP y así visualizar las imágenes en directo desde una PC. No se necesita
software adicional. Simplemente un navegador web.
2.5.6.1 Libertad para elegir almacenamiento del vídeo local o remoto
Con el vídeo IP es posible transmitir y almacenar imágenes de vigilancia a un servidor
remoto a través de la red, haciendo imposible para un ladrón el robo de las evidencias
de la vigilancia.
63
En algunos casos, en particular donde el ancho de banda de la red es limitado, puede
ser deseable almacenar localmente las imágenes de vídeo en un Grabador de Vídeo
Digital de Red (Network Digital Video Recorder). Esta solución permite que las fuentes
de vídeo analógicas se conviertan y almacenen como grabaciones digitales, a las
que se puede acceder desde cualquier localización segura a través de la red en
cualquier momento.
2.5.6.2 Cómo conectarse
Una vez que el proveedor de servicios de Internet (ISP) haya instalado la
conexión ADSL, estará equipado con un modem y un conector Ethernet que puede
conectarse
directamente
a
un
commutador
(switch).
El
ISP
proporcionará
información acerca de direcciones IP, etc.
¾ Usar la detección de movimiento
Una solución más sofisticada que elimina de forma efectiva la necesidad de un
microswitch sería el uso de una cámara de red avanzada con detección de movimiento
incorporada. Usando la ventana de activación de la imagen estas cámaras podrán ser
programadas para capturar una imagen cuando se detecte movimiento dentro de
un área sensible del establecimiento: por ejemplo en la caja registradora o en áreas
privadas.
¾ Activar el Microswitch
Se añaden tres nuevas cámaras de red para mejorar la cobertura de vigilancia en el
establecimiento. Un microswitch instalado en la puerta de la tienda se conecta a la
interface I/O (de entrada/salida) de la cámara de red captando imágenes digitales
de todos y cada uno de los que entren en la tienda
¾ Notificación por e-mail
64
Las cámaras de red y los servidores de vídeo pueden programarse para enviar
imágenes a intervalos de tiempo regulares o como respuesta ante una alarma. Estos emails se envían al ISP y pueden reenviarse a muchas direcciones.
2.5.7 Broadcasting
Retransmitir imágenes en directo a través de Internet es una interesante forma de
promocionar los productos o servicios de una compañía, así como de ofrecer la
información más actualizada a sus clientes.
Las imágenes de vídeo en directo hacen más atractivas las páginas web, más
dinámicas e interesantes e invitan a los visitantes a volver al sitio web.
Figura 17 – Cámaras en ciudades
Figura 19 – Eventos en directo
Figura 18 – Cámaras de monitorización de tráfico
Figura 20 – Sitios de construcción
2.5.8 Cargar imágenes en un website usando FTP
65
Si se compra un servicio de alojamiento de páginas web (Web hosting) a un ISP se
podrán cargar directamente las imágenes de una cámara de red y mostrarlas a toda la
comunidad en Internet.
La cámara transmite automáticamente una nueva imagen cada hora, minuto o incluso
cada segundo a una computadora central conectada a Internet. El protocolo usado para
cargar las imágenes de la cámara al ISP se llama File Transfer Protocol (FTP).
2.5.9 Mecanismos de activación
2.5.9.1 Dispositivos externos de Entrada/Salida
Los productos de vídeo en red pueden configurarse para activar relés industriales y otro
tipo de dispositivos a través de los puertos I/O (de Entrada/Salida).
Al soportar la mayoría de los protocolos
de
comunicación comunes, como
RS232C y RS485, muchas cámaras de red incluyen las interfaces físicas para
conexión
a
externos
de
una variedad
entrada
y
dispositivos PTZ,
conmutadores
y
de
salida como
timbres,
relés
la
dispositivos
pueden
ser
detectores,
de alarmas.
Figura 21 – Diferentes tipos de
interfaces
para
instalar
las
cámaras.
2.5.9.2 Detección de Movimiento
Las cámaras de red avanzadas también incluyen características de detección de
movimiento propias que soportan programación de alarmas dentro de la imagen.
66
2.5.10 Software de Visualización
Un navegador web estándar representa un software de visualización adecuado para
muchas aplicaciones de vídeo básicas.
2.5.11 Seguridad de red
Se puede usar una contraseña para restringir el nivel de acceso a la cámara de forma
que sólo grupos o individuos específicos puedan tener acceso completo a las imágenes
y/o a las páginas de configuración. La mayoría de las cámaras de red aceptan “acceso
de usuario anónimo” (por defecto), lo que significa que ante la ausencia de una
contraseña las imágenes estarán disponibles para cualquiera que tenga acceso a la
red.
Para aplicaciones de alta seguridad, debería poderse acceder a las cámaras sobre
una conexión segura que empleara un protocolo de encriptación de datos denominado
Secure Socket Layer (SSL). Tanto Internet Explorer como Netscape Navigator soportan
SSL, y muchos sitios web usan este protocolo para proteger información confidencial
de usuarios, como por ejemplo los datos de una tarjeta de crédito. Por convención,
los
URL’s que necesitan una conexión SSL comienzan con https en lugar de http.
2.5.12 Capturar imágenes
Existen ciertas reglas básicas aplicables si se desean obtener imágenes de alta calidad
de una cámara. Estas reglas se aplican tanto a las cámaras de red como a cualquier
otro tipo de cámara.
67
La calidad de la computadora que muestra las imágenes también es importante.
Debería estar configurado para mostrar al menos color de 16 bits. A continuación se
indican algunos
consejos para la captura de buenas imágenes:
¾ Usar mucha luz.
Una de las razones más comunes para la obtención de imágenes de baja calidad es la
falta de luz. Generalmente, cuanta más luz haya de mejor calidad serán las imágenes.
Con poca luz las imágenes aparecen oscuras, poco definidas y con colores
“apagados”. Por este motivo los fotógrafos profesionales utilizan siempre potentes
focos de luz.
El Lux es la unidad de medida estándar para medir la cantidad de luz. La tabla inferior
muestra la cantidad de luz que se puede conseguir en diferentes tipos de condiciones
Entorno
Luz solar fuerte
Luz de día
Iluminación normal de oficina
Habitación poco iluminada
LUX
100,000
10,000
500
100
Se necesitan aproximadamente 200 lux para capturar imágenes de buena
calidad. Una cámara de alta calidad puede estar preparada para trabajar por debajo
de 1 Lux. Esto significa que puede capturar una imagen a 1 Lux, no que pueda capturar
una buena imagen a 1 Lux.
Los
diferentes fabricantes utilizan diferentes referencias cuando especifican la
sensibilidad a la luz, lo que hace muy complicado comparar las cámaras sin ver las
imágenes capturadas.
¾ Evitar el contraluz
Se debe intentar evitar las áreas brillantes en las imágenes. Las imágenes
brillantes pueden volverse sobre-expuestas en cuyo caso los objetos se verán
muy oscuros. Esto ocurre típicamente cuando se intenta capturar la imagen de un
objeto que está delante de una ventana por la que entra la luz solar.
68
¾ Reducir el contraste
Una cámara ajusta la exposición para obtener un nivel medio y uniforme de luz en la
imagen. Si se intenta capturar una imagen de una persona que está delante de una
pared blanca la persona generalmente aparecerá demasiado oscura. Este problema se
resuelve fácilmente sustituyendo el color de fondo por un gris en vez de blanco.
2.5.13 Montaje de cámaras en exteriores
Si precisa montar cámaras en exteriores necesitará carcasas para protegerlas. Existen
carcasas de diferentes tamaños y calidad, algunas incorporan ventiladores para
refrigeración o calefactores para mantener una temperatura determinada. Esto permite
montar cámaras en entornos relativamente hostiles.
Figura 22 – Carcasa para exteriores adecuada
para las cámaras IP.
Figura 23 – Lámpara de Infrarrojos adecuada
para el uso con cámaras para exteriores.
Es indispensable usar siempre lentes auto iris con las cámaras de exterior. Estos lentes
ajustan la cantidad de luz que llega al sensor de imágenes. Esto proporcionará una
mejor dinámica a la cámara y protegerá el sensor de imágenes frente a los daños
producidos por el exceso de luz solar.
2.5.14 Iluminación
En algunos casos es necesario el uso de iluminación externa cuando se emplean
cámaras por la noche. Se deben emplear para evitar cualquier tipo de sombra y
reflejos.
69
Para mayor seguridad, se pueden utilizar lámparas infrarrojas (IR) en lugar de las
convencionales. La luz infrarroja no es visible para el ojo humano, lo que significa que
aunque sea suficiente para capturar imágenes con cámaras IR, no es percibida
por los intrusos.
Se pueden conectar cámaras sensibles a infrarrojos tradicionales a una red a través de
un servidor de vídeo o conectar directamente cámaras de red sensibles a infrarrojos.
¾ Evitar la luz solar directa
Se debe intentar siempre evitar la luz solar directa en una imagen. La luz solar directa
“ciega” la cámara y puede decolorar los pequeños filtros de color del procesador del
sensor lo que causará rayas en la imagen. Si es posible, posicione la cámara de forma
que no esté de cara al sol.
¾ Amplificar la ganancia
En cámaras avanzadas, puede ajustarse la amplificación de la ganancia en el sensor
de imágenes. Cuanta más ganancia mayor rendimiento de la cámara en condiciones
de poca luz.
Desafortunadamente cualquier “ruido” en el sensor también resultará amplificado.
Se debe usar ganancia positiva para conseguir los mejores resultados en condiciones
de poca luz y ganancia negativa si desea imágenes de calidad
en
condiciones
de
buena luz. Normalmente esto lo maneja automáticamente la cámara.
¾ Velocidad de disparo
En algunas cámaras la velocidad de disparo se determina automáticamente; en
algunos modelos particularmente avanzados la velocidad de disparo se puede controlar
manualmente. Normalmente suele establecerse a 1/50 o 1/60 de segundo; un
tiempo de exposición largo proporcionará mejores resultados en condiciones de poca
luz. Si se quiere captar imágenes de objetos que se mueven rápidamente se debe
seleccionar una velocidad de disparo de 1/10.000 de segundo.
70
2.5.15 Calidad de imagen
Si se comparan las imágenes de diferentes cámaras se encontrará que la calidad de
las mismas difiere considerablemente entre fabricantes y marcas. Estas variaciones de
calidad dependen de varios factores y son especialmente apreciables en condiciones
de poca luz.
Los principales factores que afectan a la calidad de las imágenes para las
cámaras pueden definirse como:
- El lente
- El filtro óptico
- El sensor de imágenes
- El procesador de señales digitales de la cámara
- El estándar de compresión y su implementación
Figura 24 – Lente varifocal (izquierdo) y monofocal básico (derecho).
¾ Lentes Varifocales
Es importante un buen lente para conseguir una buena calidad de imagen. Es posible
encontrar buenos lentes básicos de algunos fabricantes pero se debe tener en cuenta
que es importante que estos lentes sean de cristal (y no de plástico).
71
¾ Infrarrojos
Existe un filtro óptico entre el lente y el sensor de imágenes. Su principal
propósito es eliminar la luz invisible infrarroja (IR). Todos los sensores son sensibles a
la luz infrarroja; sin este filtro las imágenes se ven muy mal en algunos entornos como
por ejemplo en salones con luz proveniente de bombillas convencionales.
Las cámaras de noche no se ajustan a esta descripción ya que este filtro reduce la
sensibilidad. El filtro es una pieza de cristal aunque también puede estar
integrado en la lente.
En las cámaras de gama más alta se incluye también un filtro óptico de paso bajo. Esto
reduce la cantidad de falso color que puede ocurrir cuando la escena contiene detalles
ligeros.
¾ Sensores de Imágenes
Actualmente existen dos tecnologías de sensor disponibles: los sensores CMOS y los
CCD. Estos últimos son más sensibles en condiciones de poca luz y dan más
dinamismo que los CMOS, ya que estos proporcionan soluciones de cámara
alternativas en tamaño y precio.
2.5.16 Audio
Normalmente se puede añadir audio al vídeo cuando se usan cámaras de red o
servidores de vídeo. Las capacidades de audio pueden ir incorporadas en la cámara o
el servidor de vídeo o pueden suministrarse como un accesorio.
Además puede ser simple (un canal) o dúplex (dos canales) y proporcionan una buena
solución para muchas aplicaciones en puntos de recepción y reuniones remotas.
72
El modo más sencillo de obtener audio digital es convirtiendo la señal analógica de
audio en una señal digital. La cantidad de datos puede reducirse en un 50% si se usa
un logaritmo de representación. Este principio se usa en el estándar de audio G.711.
Se pueden conseguir otras reducciones de datos simplemente enviando la diferencia
entre estas dos medidas, y subsecuentemente usando menos ancho de banda. Este
principio se usa por ejemplo en el estándar G.721.
2.5.17 Almacenamiento y transmisión
Las imágenes pueden almacenarse y transmitirse de forma analógica o digital. Las
cámaras de vídeo analógicas tradicionales transmiten las imágenes a través de cables
coaxiales y se almacenan en cintas magnéticas. Aunque este método es válido en
muchos casos, la calidad de las imágenes se degrada cuando la transmisión precisa
cables muy largos.
La resolución de las cintas magnéticas es habitualmente de baja calidad. Frente a todo
esto, las imágenes digitales no pierden calidad durante la transmisión ni en el
almacenamiento.
Figura 25 – Un disco duro de 120GB puede almacenar 4,8 millones de imágenes estáticas. Esto
equivale a la capacidad de 9 cintas de VHS de tres horas de duración (E180).
El tamaño de las imágenes digitales se mide en kilo Bytes. Este tipo de imágenes
puede ser almacenada en los discos duros que incorporan los PC’s, cuya
capacidad actualmente se mide en Giga Bytes. Varios millones de imágenes digitales
pueden almacenarse en un mismo disco duro. Cuando el disco duro se llena es posible
73
borrar automáticamente las imágenes antiguas con el fin de conseguir más espacio
para nuevas imágenes. Los productos de vídeo IP eliminan de forma efectiva la
necesidad de usar y cambiar las cintas de vídeo.
1 kB (Kilo Byte) aprox. 1.024 Bytes
1 MB (Mega Byte) aprox. 1.000.000 Bytes
1 GB (Giga Byte) aprox. 1.000.000.000 Bytes
1 TB (Tera Byte) aprox. 1.000.000.000.000 Bytes
El tamaño típico de una imagen de alta calidad es de 25 kB El tamaño típico de una
disco duro es de 120 GB.
120.000.000.000 bytes/25.000 bytes = 4.800.000
2.000.000 / 60 seg. / 60 min. /24 horas = 55 días
2.5.18 Resolución
La resolución de las cámaras analógicas se mide habitualmente por el número de
líneas horizontales de TV. La resolución de las cámaras digitales se mide en función
del número de píxeles del sensor (el chip del CCD).
Ejemplos de conversión
512x492 píxeles = 330 líneas horizontales de TV
512x582 píxeles = 330 líneas horizontales de TV
640x480 píxeles = 400 líneas horizontales de TV
768x492 píxeles = 470 líneas horizontales de TV
768x582 píxeles = 770 líneas horizontales de TV
1280x960 píxeles = 800 líneas horizontales de TV
Cuando se emplean imágenes digitales es posible seleccionar la calidad de
imagen deseada. Cuanto mayor sea la calidad de las imágenes manejará una mayor
74
cantidad de datos. Las imágenes de mayor calidad precisan más tiempo para ser
transmitidas y más espacio en disco duro para ser almacenadas.
Excepto en las aplicaciones científicas, las imágenes siempre se comprimen para
reducir la cantidad de datos. Como término medio, es posible reducir un 10% la
cantidad de datos sin afectar a la calidad de la imagen.
Principios básicos aplicados a la cantidad de datos de una imagen.
•
Las imágenes más grandes precisan menos datos que las pequeñas.
•
Las imágenes más comprimidas requieren menor cantidad de datos que las que
emplean bajos factores de compresión.
•
Las escenas con más detalles generan más datos que escenas con menos
detalles.
2.5.19 Estándares de compresión
Las imágenes digitales y las de vídeo digital se comprimen siempre con el fin de
economizar espacio en los discos duros y para hacer más rápida la transmisión de las
mismas. Los ratios de compresión habituales están entre 10 y 100. Una imagen con
una resolución de 640x480 píxeles ocupa aproximadamente 600 kB (2 bytes por píxel).
Las cámaras que utilizan estándares de compresión para imágenes estáticas envían
imágenes completas a través de una red. Las cámaras que usan estándares de
compresión de vídeo envían imágenes estáticas mezcladas con información (datos)
que contiene los cambios o diferencias entre las imágenes. De esta forma, los datos
sobre los cambios, como los relacionados con el fondo de la imagen, no se transmiten
en cada una de las imágenes. Los estándares de compresión de vídeo también
incluyen el audio en las secuencias de datos. El ratio de refresco de las imágenes se
mide en imágenes por segundo (frames per second), o ips (fps) en abreviatura.
75
Principales diferencias entre la compresión de imágenes estáticas y de vídeo
•
La compresión de imágenes estáticas es más simple y más sencilla para trabajar
con ella.
•
Es difícil obtener una única imagen de una secuencia de vídeo que ha usado
compresión de vídeo
•
La compresión de vídeo usa menos datos para almacenar y/o transmitir una
secuencia de vídeo.
•
No es posible reducir el ratio de imágenes cuando se usa compresión de vídeo.
•
La compresión de imágenes estáticas está más indicada para su uso con
módem, u otro medio que ofrezca un ancho de banda limitado.
Con la excepción del estándar Motion-JPEG, todos los estándares de compresión de
vídeo mezclan imágenes estáticas con
almacenar solo los cambios
imágenes parcialmente completas. Para
de una imagen completa a otra, estas “imágenes
parcialmente completas” reducen el tamaño de fichero de la secuencia que usa
compresión de vídeo. Las escenas que tienen pocas o ninguna variación pueden
comprimirse enormemente.
2.5.19.1 Estándares de compresión para imágenes estáticas
¾ JPEG
Es la abreviatura de Joint Photographic Experts Group (Grupo unido de expertos
fotográficos), un estándar muy popular para imágenes estáticas que está soportado por
la mayor parte de los programas informáticos modernos. Conforme a la norma ISO/IEC
10918, es el estándar de compresión preferido por la mayoría de las cámaras IP.
Cada imagen se divide en bloques de 8x8 píxeles. Cada bloque, a su vez se comprime
de forma individual usando la Digital Cosine Transformation (DCT). Si se usa un ratio
de compresión muy alto, los bloques de 8x8 píxeles llegan a verse como parte de las
imágenes.
76
¾ WAVELET
Esta norma está optimizada para imágenes que contengan poca cantidad de datos.
Consecuentemente, las imágenes no tienen una alta calidad. Wavelet no está
estandarizada y requiere un software especial para la visualización de las imágenes.
¾ JPEG 2000
Está basado en la tecnología Wavelet (y no en la JPEG). Es un estándar
relativamente nuevo y poco utilizado.
¾ GIF
Es la abreviatura de Graphics Interchange Format, un formato de ficheros de mapa de
bits muy extendido en la Web. Limitado a 256 colores, es un buen estándar para
imágenes que no son muy complejas (Ej. Logotipos e imágenes escaneadas). No se
recomienda su uso con cámaras de red ya que el ratio de compresión es muy limitado.
Figura 26 – La imagen de una persona en movimiento se verá como un mosaico si se usa un estándar
de compresión de serie H. El fondo, que generalmente no interesa mantendrá su buena y clara calidad.
2.5.19.2 Estándares de compresión de vídeo
¾ MOTION JPEG
Con Motion JPEG cada imagen de una secuencia se almacena como una imagen
completa en formato JPEG. Las imágenes estáticas se muestran a un alto ratio de
77
imágenes por segundo para producir vídeo de alta calidad, aunque el precio de esta
calidad implica que produce comparativamente ficheros de mayor tamaño.
¾ Estándares H.261, 263, 321, 324 y otros.
Son recomendados
por
la International Telecommunications Union (ITU). Estas
forman un conjunto de normas diseñadas para vídeo conferencia, aunque se emplean
en algunas ocasiones con cámaras de red. Permiten un elevado ratio de imágenes por
segundo. En cualquier caso, producen imágenes de muy baja calidad, con
resoluciones máximas de 352x288 píxeles.
Dado que esta resolución es muy limitada, los productos más nuevos tienden a no
utilizar estas normas de compresión.
¾ MPEG 1 (Moving Picture Encoding Group 1)
Es un estándar internacional ISO/IEC 11172. Existen numerosas variaciones posibles
de este formato, pero normalmente proporciona calidad VCR. Ofrece una resolución
de hasta 352x288 píxeles, a 30 imágenes por segundo y transmite un máximo de 1.86
Mbit/segundo. El audio, según MPEG 1 niveles 1, 2 y 3, está incluido en este estándar.
(El audio de MPEG 1 nivel 3 se conoce como MP3). Los Vídeo CDs usan el estándar
MPEG 1 a un ratio de 1.2 Mbit/segundo.
Dado que la resolución de las imágenes está bastante limitada, los productos más
nuevos suelen usar MPEG 2.
¾ MPEG 2 (Moving Picture Encoding Group 2)
Es un estándar internacional ISO/IEC 13818. Un estándar muy popular que ofrece
vídeo de alta calidad adecuado para instalaciones en las que se precisa
calidad TV. Existen numerosas variaciones de este formato aunque normalmente
proporciona una resolución de 720x480 píxeles a 30 imágenes por segundo
(NTSC)
o
720x576
a
25
imágenes
por segundo (PAL). El ratio de bits para
transmisión está entre 1-10 Mbit/segundo. Un reproductor de MPEG 2 puede servir
tanto para MPEG 2 como para MPEG 1. Este formato también tiene incluido el audio.
78
Los DVDs y las Televisiones digitales por cable usan MPEG 2 a un ratio de transmisión
de aproximadamente 5 Mbit/segundo.
¾ MPEG 3 (Moving Picture Encoding Group 3)
Un estándar cancelado dirigido a la Televisión de alta definición (HDTV, High Definition
TV).
¾ MPEG 4 (Moving Picture Encoding Group 4)
Es un estándar internacional ISO/IEC 14496. Este cubre una amplia variedad de
aplicaciones que van desde visualización de vídeo en teléfonos móviles, hasta
películas de larga duración para su exhibición en salas de cine. MPEG 4 está
considerado por muchos como el estándar del futuro pero aun es relativamente nuevo y
su uso no está muy extendido.
Este formato contiene muchas mejoras en comparación con cualquiera de los
estándares MPEG anteriores. Por ejemplo, precisa un ancho de banda menor y puede
combinar vídeo con capas de texto, gráficos, e imágenes en 2 y 3 Dimensiones.
Aunque estas nuevas mejoras empaquetan en vídeo de una forma muy eficiente,
precisa mucha capacidad de procesamiento para usarlo en tiempo real. Por tanto
requiere inversiones en computadoras más potentes. NOTA: Algunos productos de
vídeo en red usan una técnica de compresión de baja calidad y la “empaquetan” como
MPEG-4.
¾ MPEG 7 y 21
Estándares para otro multimedia de alto nivel (no vídeo)
¾ Estándares propietarios
Además de los estándares oficiales reconocidos se han desarrollado otro gran número
de estándares propietarios y los usan diferentes fabricantes de equipamiento de
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vídeo.
En
aras
de
un
posible
mantenimiento
e
integración futuras
le
recomendamos encarecidamente que procure evitar este tipo de estándares y use
sólo los estándares abiertos documentados y más utilizados.
¿Cuál es el mejor estándar de compresión?
Motion JPEG y MPEG-2 son dos formatos altamente recomendados. Son
estándares internacionales ampliamente conocidos y muy usados que ofrecen vídeo de
alta calidad.
2.5.20 Redes IP
IP es el protocolo de comunicaciones de mayor difusión en la actualidad. Es el
protocolo en el que se basa Internet, el correo electrónico, etc. y casi cada una de las
nuevas redes que se instalan. Una de las principales razones de su popularidad es su
escalabilidad. En otras palabras, funciona bien tanto en muy pequeñas instalaciones
como en las más grandes y está soportado por una creciente variedad de equipamiento
de alto rendimiento y bajo costo.
En cualquier oficina moderna la mayoría de las computadoras de la empresa se hallan
conectadas a través de una red Ethernet formando una red de área local (LAN), o una
LAN inalámbrica. Ethernet proporciona una elevada velocidad de transmisión de datos
a un precio razonable. Todas las computadoras modernas incorporan una tarjeta de
conexión a redes Ethernet o se le puede instalar fácilmente. Si se instala una
conexión a Internet (con cable módem, RDSI, ADSL, etc.) lo más probable es que se
incorpore un conector Ethernet.
Ethernet está disponible sobre redes
con cable o inalámbricas y en tres
velocidades diferentes: 10 Mbit/seg., 100 Mbit/seg. y 1000 Mbit/seg. Para uso
doméstico y en oficinas se recomienda a 100 Mbit/seg.
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2.5.20.1 Hubs, switches y routers
Los hubs o concentradores se usan como una caja de conexión que permite que
diferentes equipamientos compartan una misma conexión Ethernet. Normalmente es
posible conectar entre 4 y 24 dispositivos a un hub. Si es necesario usar más
dispositivos se puede añadir otro hub.
Para que la red sea más rápida se emplean hubs conmutados, switches
(Conmutadores) o routers que hacen posible la transmisión de múltiples paquetes de
datos simultáneamente.
Estos dispositivos permiten la transmisión de varios paquetes
de
datos
simultáneamente. Aunque suelen ser sensiblemente más caros que los hubs, los
switches proporcionan mayor capacidad a la red y se recomienda su uso. Además, los
switches pueden hacer de interconexión entre redes a 10, 100 y 1000 Mbit/Seg.
Figura 27 – Switch marca Cisco. Entre los principales fabricantes también se encuentran D-Link y 3Com.
2.5.20.2 Bridges
Si es preciso conectar más de 256 dispositivos a la misma red, la red debe ser dividida
en varios segmentos. Entonces es preciso incorporar un router (Encaminador)
entre los segmentos para interconectarlos. Como alternativa se puede
utilizar
un
bridge. En algunos casos los switches también incorporan funciones de router.
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2.5.20.3 Direcciones IP
Cada dispositivo de una LAN (Local Área Network, Red de Área Local) debe tener una
dirección única. A esta se le denomina comúnmente dirección IP y a veces se la refiere
como dirección Ethernet. Una dirección IP está formada por 4 conjuntos de hasta tres
números separados por un punto; cada número se halla comprendido entre el 0 y el
255. Por ejemplo, una dirección podría ser: 192.36.253.80.
Los
primeros
tres
grupos
de
números
son comunes a todos los dispositivos
conectados al mismo segmento de red, por ejemplo, siguiendo el caso anterior, todas
las direcciones IP de las unidades conectadas a ese segmento de red empezarían por
192.36.253.
Cada dirección IP se divide en 65.535 puertos. Las diferentes aplicaciones
emplean diferentes puertos IP. El protocolo que se usa para la navegación web, el
HTTP, usa habitualmente el puerto 80 (en el ejemplo anterior sería
192.36.253.80.80).
2.5.20.4 Paquetes de datos
Todos los datos se envían como paquetes de datos y todos ellos incorporan la etiqueta
de la dirección de destino. En una red Ethernet, se transmite un paquete cada 0,1
milisegundos aproximadamente. Esto significa que se pueden transmitir hasta 10.000
paquetes en un segundo.
Dado que las computadoras modernas y los dispositivos de red poseen una
elevada
capacidad,
pueden
comunicarse
dispositivos. Una cámara IP, por
ejemplo,
simultáneamente
puede
enviar
con
imágenes
varios
a
5
computadoras simultáneamente, como mínimo.
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2.5.20.5 Routers NAT
Todos los dispositivos conectados directamente a Internet deben tener una
dirección IP pública única. Estas direcciones IP públicas las proporcionan los
proveedores de Internet (ISP’s). Un
dispositivo denominado Network Address
Translator (NAT, Traductor de Direcciones de Red) puede usarse para separar una
red LAN de Internet.
El NAT puede ser un dispositivo hardware o un programa que se ejecuta en una
computadora. La mayoría de las redes LAN en oficinas están conectas a Internet para
poder tener correo electrónico y para poder navegar por Internet. Esta conexión se
realiza habitualmente a través de un módem.
2.5.20.6 Gateways
Las Gateways proporcionan una manera muy conveniente para crear una red local.
Estos dispositivos trabajan como una combinación de un router, un switch y un
dispositivo NAT y se pueden adquirir a múltiples fabricantes como Cisco, D- Link y
3Com, entre otros.
2.5.20.7 Servidores DHCP
Si la red tiene muchos dispositivos, su administración se hace más compleja y
consume bastante tiempo. Para disminuir el tiempo dedicado a la administración y
economizar el número de direcciones IP se puede emplear un servidor DHCP. Este
servidor proporciona direcciones IP a los diferentes dispositivos que existen en la red a
medida que se conectan a la misma.
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