1 REDES Una red de computadores es un sistema de comunicación
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REDES Una red de computadores es un sistema de comunicación de datos que enlaza dos o más computadores y dispositivos periféricos. Cada dispositivo activo conectado a la red se denomina nodo. A través de una red se pueden ejecutar procesos en otro ordenador o acceder a sus ficheros, enviar mensajes, compartir programas. Los ordenadores suelen estar conectados entre sí por cables. Pero si la red abarca una región extensa, las conexiones pueden realizarse a través de líneas telefónicas, microondas, líneas de fibra óptica e incluso satélites. Los principales elementos que necesitamos para instalar una red son: Tarjetas de interfaz de red Cable Protocolos de comunicaciones. Sistema operativo de red. Aplicaciones capaces de funcionar en red Tarjetas de interfaz de red Las tarjetas de interfaz de red (NICs - Network Interface Cards) son adaptadores instalados en un dispositivo, conectándolo de esta forma en red. Es el pilar en el que sustenta toda red local, y el único elemento imprescindible para enlazar dos ordenadores a buena velocidad (excepción hecha del cable y el software). Existen tarjetas para distintos tipos de redes. Las principales características de una tarjeta de red son: • Especificaciones mecánicas. • Especificaciones eléctricas • Método de acceso al medio 1 Cables El cable utilizado para formar una red se denomina a veces medio. Los tres factores que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un cable para una red son: Velocidad de transmisión que se quiere conseguir. Distancia máxima entre ordenadores que se van a conectar. Nivel de ruido e interferencias habituales en la zona que se va a instalar la red. Los cables más utilizados son el par trenzado, el cable coaxial, y la fibra óptica. Protocolos de comunicación Un protocolo de red es como un lenguaje para la comunicación de información. Son las reglas y procedimientos que se utilizan en una red para comunicarse entre los nodos que tienen acceso al sistema de cable. Los protocolos gobiernan dos niveles de comunicaciones: Los protocolos de alto nivel: Estos definen la forma en que se comunican las aplicaciones. Los protocolos de bajo nivel: Estos definen la forma en que se transmiten las señales por cable. Como es frecuente en el caso de las computadoras el constante cambio, también los protocolos están en continuo cambio. Actualmente, los protocolos más comúnmente utilizados en las redes son Ethernet, Token Ring y ARCNET. Cada uno de estos esta diseñado para cierta clase de topología de red y tienen ciertas características estándar. Ethernet Actualmente es el protocolo más sencillo y es de bajo costo. Utiliza la topología de "Bus" lineal. 2 Token Ring El protocolo de red IBM es el Token ring, el cual se basa en la topología de anillo. Arnet Se basa en la topología de estrella o estrella distribuida, pero tiene una topología y protocolo propio. Sistema operativo de red El sistema operativo es el programa a través del cual los demás programas usan los recursos de la red. En los sistemas entre pares, las estaciones trabajan bajo DOS y el sistema operativo es un residente que funciona como una extensión del mismo; el residente es de mayor tamaño si la estación funciona también como anfitrión. Casi siempre, los sistemas operativos entre pares se basan en DOS 3.1 (o superior) y NETBIOS. En los sistemas basados en servidores, la situación es distinta en el servidor que en las estaciones. Generalmente el servidor no trabaja bajo DOS ya que el DOS no es ni multiusuario ni multiproceso y está limitado a manejar 640K de RAM. Esto es consecuencia de no usar al 80286 (o superiores) en modo protegido. Las estaciones trabajan en forma similar a los sistemas entre pares con la salvedad de que no pueden ofrecer recursos para compartir. Lo importante es que desde las estaciones el server se vea igual que un disco local bajo DOS. En el caso de sistemas mezclados (PCs con otros tipos de máquinas), cada máquina debe correr su propio sistema operativo y, además, ver al server como si fuera parte de ella. 3 Tipos de redes inalámbricas Dependiendo del territorio que abarca una red se clasifican en: • WAN/MAN (Wide Area Network/Metropolitan Area Network) • LAN (Local Area Network) • PAN (Personal Area Network) LAN (Local Area Network): Redes de Área Local Es un sistema de comunicación entre computadoras que permite compartir información, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña. Estas redes son usadas para la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo. Se caracterizan por: tamaño restringido, tecnología de transmisión (por lo general broadcast), alta velocidad y topología. Las redes con velocidades entre 10 y 100 Mbps, tiene baja latencia y baja tasa de errores. Cuando se utiliza un medio compartido es necesario un mecanismo de arbitraje para resolver conflictos. MAN (Metropolitan Area Network): Redes de Área Metropolitana 4 Es una versión de mayor tamaño de la red local. Puede ser pública o privada. Una MAN puede soportar tanto voz como datos. Una MAN tiene uno o dos cables y no tiene elementos de intercambio de paquetes o conmutadores, lo cual simplifica bastante el diseño. La razón principal para distinguirla de otro tipo de redes, es que para las MAN's se ha adoptado un estándar llamado DQDB (Distributed Queue Dual Bus) o IEEE 802.6. Utiliza medios de difusión al igual que las Redes de Área Local. WAN (Wide Area Network): Redes de Amplia Cobertura Son redes que cubren una amplia región geográfica, a menudo un país o un continente. Este tipo de redes contiene máquinas que ejecutan programas de usuario llamadas hosts o sistemas finales (end system). Los sistemas finales están conectados a una subred de comunicaciones. La función de la subred es transportar los mensajes de un host a otro. En la mayoría de las redes de amplia cobertura se pueden distinguir dos componentes: • Las líneas de transmisión • Los elementos de intercambio (Conmutación). Las líneas de transmisión se conocen como circuitos, canales o truncales. Los elementos de intercambio son computadores especializados utilizados para conectar dos o más líneas de transmisión. PAN (Personal Area Network) : Redes de Área Personal( corta distancia) Las redes tipo PAN son una nueva categoría en redes que cubre distancias cortas y cerradas. Algunas de estas tecnologías son Bluetooth, 802.15 y HomeRF. Blueetooh es una tecnología inalámbrica europea desarrollada por Ericsson que permite la interconectividad de dispositivos inalámbricos con otras redes e Internet. Blueetooth al igual que 802.15 y HomeRF trabajan en la banda de frecuencias de espectro 5 esparcido de 2.4 GHz. Bluetooth es capaz de transferir información entre un dispositivo a otro a velocidades de hasta 1 Mbps, permitiendo el intercambio de video, voz y datos de manera inalámbrica. HomeRF también es una especificación que permite la interconexión de dispositivos inalámbricos en una área pequeña. Con cualquiera de estas tres últimas tres tecnologías se podrá accesar a la red de tu casa u oficina desde un teléfono celular y podrás controlar dispositivos o consultar a distancia los datos importantes para tu beneficio y accesar Internet con sólo conectarte a tu red en el caso de que tengas tu red casera u oficina conectada a Internet. TOPOLOGÍAS La palabra topología, se refiere al modo en que las estaciones de trabajo y los servidores de archivos se conectan en una red. El nombre de varias de las topologías proviene del patrón que hacen los cables después de que se conectan varios terminales, estaciones de trabajo y servidores de archivos. La configuración de una red, recoge tres campos: físico, eléctrico y lógico. El nivel físico y eléctrico se entiende como la configuración del cableado entre máquinas o dispositivos de control o conmutación. Criterios para establecer una topología de red Fiabilidad: Proporcionar la máxima fiabilidad y seguridad posible, para garantizar la recepción correcta de toda la información que soporta la red. Costos: Proporcionar el tráfico de datos más económico entre el transmisor y receptor en una red. Respuesta: Proporcionar el tiempo de respuesta óptimo y un caudal eficaz o ancho de banda, que sea máximo. 6 La topología de la LAN la define el hardware. Hay tres topologías básicas (Estas tres son conocidas como topologías físicas puras.): • Estrella • Bus • Anillo Cuando se utiliza más de una topología red, esta se le llama “Red Híbrida” Tipos de Topologías Estrella Se le llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las líneas de comunicación (Todos los elementos de la red se encuentran conectados directamente mediante un enlace punto a punto al nodo central de la red, quien se encarga de gestionar las transmisiones de información por toda la estrella.). Los sistemas host terminales también usan una topología estrella, con el host en el centro, pero se diferencian por la forma de comunicación. En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con host, una terminal se comunicaron el host y el host con la otra. En esta topología todas las transacciones pasan a través del nodo central, siendo éste el encargado de gestionar y controlar todas las comunicaciones. Por este motivo, el fallo de un nodo en particular es fácil de detectar y no daña el resto de la red, pero un fallo en el nodo central desactiva la red completa. 7 Nota: Este tipo de topología se recomienda para redes que tienen cinco o más estaciones de trabajo. Bus En esta topología hay un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos cerrados ni tener bifurcaciones (todas las estaciones de trabajo y servidores de archivos comparten un mismo camino). La topología en bus es un diseño sencillo en el que un solo cable, que es conocido como "bus", es compartido por todos los dispositivos de la red. El cable va recorriendo cada uno de los ordenadores y se utiliza una terminación en cada uno de los dos extremos. Los dispositivos se conectan al bus utilizando generalmente un conector en T. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues los transceptores de todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos "terminadores" en ambos extremos del cableado de la misma. La topología en bus, constituye la base de los buses ethernet y del token. Esta topología permite que todas las computadoras conectadas en red, llamadas estaciones de trabajo o terminales, reciban todas las transmisiones. Las ventajas de las redes en bus lineal son su sencillez y economía. El cableado pasa de una estación a otra. La desventaja de esta topología está en el hecho de que suele existir un solo canal de comunicación para todos los dispositivos de la red. En consecuencia si falla un tramo de la red, toda la red deja de funcionar, si el cable falla en cualquier punto, toda la red deja de funcionar. Aunque existen diversos procedimientos de diagnóstico para detectar y solventar tales problemas, en grandes redes puede ser sumamente difícil localizar estas averías. 8 Tiene poca seguridad. Nota: Esta topología se recomienda cuando la red de datos a implementar es menor o igual a cuatro estaciones de trabajo. Anillo Se llama así por la forma de anillo que asume y su uso esta bastante extendido. Los nodos se conectan formando un circulo cerrado (El último nodo de la cadena se conecta al primero cerrando el anillo). Una topología en anillo parece una rueda sin eje. En esta topología son raros los embotellamientos y su software es sencillo. Una de las ventajas del Token Ring es la redundancia. Si falla un módulo del sistema, o incluso si se corta el cable, la señal se retransmitirá y seguirá funcionando. La desventaja más saltante, radica en que el cableado es más caro y complejo que el de los otros sistemas y es más difícil localizar averías El anillo es unidireccional, de tal manera que los paquetes que transportan datos circulan por el anillo en un solo sentido regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo. Si la información no 9 está dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa. Árbol Es una de las más extendidas en la actualidad. El software de manejo es sencillo. Las tareas de control están concentradas en la jerarquía o nivel más elevado de la red y hoy en día incorpora en su operación, el trabajo descentralizado en los niveles inferiores, para reducir la carga de trabajo de la jerarquía superior. A pesar de ser fácil de controlar, tiene como desventajas, la posibilidad de cuellos de botella, la centralización y saturación de datos, la opción a que falle la parte principal, con lo cual toda la red dejaría de funcionar. La topología en árbol se denomina también topología en estrella distribuida. Al igual que sucedía en la topología en estrella, los dispositivos de la red se conectan a un punto que es una caja de conexiones, llamado HUB. Estos suelen soportar entre cuatro y doce estaciones de trabajo. Los hubs se conectan a una red en bus, formando así un árbol o pirámide de hubs y dispositivos. Esta topología reúne muchas de las ventajas de los sistemas en bus y en estrella. 10 Malla Muy empleada en las redes de área amplia (WAN), por su ventaja frente a problemas de tráfico y averías, debido a su multiplicidad de caminos o rutas y la posibilidad de orientar el tráfico por trayectorias opcionales. La desventaja radica en que su implementación es cara y compleja, pero aún así, muchos usuarios la prefieren por su confiabilidad. Ejemplo de esta red, es Internet, llamada justamente la Telaraña Mundial o Red de Redes. 11 Híbridas La combinación de redes da origen a las topologías híbridas, haciendo así, una red global homogénea Anillo en estrella: Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo. "Bus" en estrella: El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores. Estrella jerárquica : Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada par formar una red jerárquica. (Combinación de redes híbridas) 12 MEDIOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES Par trenzado Se trata de dos hilos de cobre aislados y trenzados entre sí, y en la mayoría de los casos cubiertos por una malla protectora. Los hilos están trenzados para reducir las interferencias electromagnéticas con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor (dos pares paralelos constituyen una antena simple, en tanto que un par trenzado no). Es el cableado más económico y la mayoría del cableado telefónico es de este tipo. Presenta una velocidad de transmisión que depende del tipo de cable de par trenzado que se esté utilizando. Podemos decir que el cable par trenzado consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm aproximadamente. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común de PVC (Poli cloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares). Estructura del cable par trenzado: El cable está compuesto, por un conductor interno que es de alambre electrolítico recocido, de tipo circular, aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de la aislación coloreada existe otra capa de aislación también de polietileno, que contiene en su composición una sustancia antioxidante para evitar la corrosión del cable. Los colores del aislante están normalizados a fin de su manipulación por grandes cantidades. Para Redes Locales los colores estandarizados son: 13 • Naranja / Blanco – Naranja. • Verde / Blanco – Verde. • Blanco / Azul – Azul • Blanco / Marrón – Marrón Los cables una vez fabricados unitariamente y aislados, se trenzan de a pares de acuerdo al color de cada uno de ellos; aún así, estos se vuelven a unir a otros formando estructuras mayores: los pares se agrupan en subgrupos, los subgrupos de agrupan en grupos, los grupos se agrupan en superunidades, y las superunidades se agrupan en el denominado cable. Tipos de cable par trenzado: Cable de par trenzado apantallado (STP): En este tipo de cable, cada par va recubierto por una malla conductora que actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su impedancia es de 150 Ohm. El nivel de protección del STP ante perturbaciones externas es mayor al ofrecido por UTP. Sin embargo es más costoso y requiere más instalación. La pantalla del STP, para que sea más eficaz, requiere una configuración de interconexión con tierra (dotada de continuidad hasta el terminal), con el STP se suele utilizar conectores RJ49. Cable de par trenzado con pantalla global (FTP): En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además, puede utilizar los mismos conectores RJ45. Tiene un precio intermedio entre el UTP y STP. Cable par trenzado no apantallado (UTP): 14 El cable par trenzado más simple y empleado, sin ningún tipo de pantalla adicional y con una impedancia característica de 100 Ohmios. El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11, DB25, DB11, etc), dependiendo del adaptador de red. Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con plástico PVC han demostrado un buen desempeño en las aplicaciones de hoy. Sin embargo, a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas del medio ambiente. Categorías del cable UTP: Cada categoría especifica unas características eléctricas para el cable: atenuación, capacidad de la línea e impedancia. Existen actualmente 8 categorías dentro del cable UTP: Categoría 1: Este tipo de cable esta especialmente diseñado para redes telefónicas, es el típico cable empleado para teléfonos por las compañías telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps. Categoría 2: De características idénticas al cable de categoría 1. Categoría 3: Es utilizado en redes de ordenadores de hasta 16 Mbps. de velocidad y con un ancho de banda de hasta 16 Mhz. Categoría 4: Esta definido para redes de ordenadores tipo anillo como Token Ring con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps. Categoría 5: Es un estándar dentro de las comunicaciones en redes LAN. Es capaz de soportar comunicaciones de hasta 100 Mbps. con un ancho de banda de hasta 100 Mhz. Este tipo de cable es de 8 hilos, es decir cuatro pares trenzados. La atenuación del cable de esta categoría viene dado por esta tabla referida a una distancia estándar de 100 metros: 15 Categoría 5e: Es una categoría 5 mejorada. Minimiza la atenuación y las interferencias. Esta categoría no tiene estandarizadas las normas aunque si esta diferenciada por los diferentes organismos. Categoría 6: No esta estandarizada aunque ya se está utilizando. Se definirán sus características para un ancho de banda de 250 Mhz. Categoría 7: No esta definida y mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho de banda de 600 Mhz. El gran inconveniente de esta categoría es el tipo de conector seleccionado que es un RJ-45 de 1 pines. Cable coaxial Consiste en un núcleo de cobre rodeado por una capa aislante. A su vez, esta capa está rodeada por una malla metálica que ayuda a bloquear las interferencias; este conjunto de cables está envuelto en una capa protectora. Le pueden afectar las interferencias externas, por lo que ha de estar apantallado para reducirlas. Emite señales que pueden detectarse fuera de la red. Este conexionado está estructurado por los siguientes componentes de adentro hacia fuera de la siguiente manera: • Un núcleo de cobre sólido, o de acero con capa de cobre, o bien de una serie de fibras de alambre de cobre entrelazadas dependiendo del fabricante. • Una capa de aislante que recubre el núcleo o conductor, generalmente de material de polivinilo, este aislante tiene la función de guardar una distancia uniforme del conductor con el exterior. 16 • Una capa de blindaje metálico, generalmente cobre o aleación de aluminio entretejido (a veces solo consta de un papel metálico) cuya función es la de mantenerse lo mas apretado posible para eliminar las interferencias. • Tiene una capa final de recubrimiento, de color negro en el caso del cable coaxial delgado o amarillo en el caso del cable coaxial grueso, este recubrimiento normalmente suele ser de vinilo, xelón ó polietileno uniforme para mantener la calidad de las señales. Algunos tipos de cable coaxial: El RG-75 se usa principalmente para televisión. Cada cable tiene su uso. Por ejemplo, los cables RG-8, RG-11 y RG-58 se usan para redes de datos con topología de Bus como Ethernet y ArcNet. Dependiendo del grosor tenemos: Cable coaxial delgado (Thin coaxial): El RG-58 es un cable coaxial delgado: a este tipo de cable se le denomina delgado porque es menos grueso que el otro tipo de cable coaxial, debido a esto es menos rígido que el otro tipo, y es más fácil de instalar. Cable coaxial grueso (Thick coaxial): Los RG8 y RG11 son cables coaxiales gruesos: estos cables coaxiales permiten una transmisión de datos de mucha distancia sin debilitarse la señal, pero el problema es que, un metro de cable coaxial grueso pesa hasta medio kilogramo, y no puede doblarse fácilmente. Un enlace de coaxial grueso puede ser hasta 3 veces mas largo que un coaxial delgado. Dependiendo de su banda tenemos: Banda base: Existen básicamente dos tipos de cable coaxial. El de Banda Base, que es el normalmente empleado en redes de ordenadores, con una resistencia de 50Ohm, por el que fluyen señales digitales. 17 Banda ancha: El cable coaxial de banda ancha normalmente mueve señales analógicas, posibilitando la transmisión de gran cantidad de información por varias frecuencias, y su uso más común es la televisión por cable.Los factores a tener en cuenta a la hora de elegir un cable coaxial son su ancho de banda, su resistencia o impedancia característica, su capacidad y su velocidad de propagación.La resistencia o la impedancia característica depende del grosor del conductor central o malla, si varía éste, también varía la impedancia característica. Fibra Óptica Una fibra óptica es un medio de transmisión de la luz que consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. La Fibra Óptica son filamentos de vidrio flexibles, del espesor de un pelo. Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción. La mayoría de las fibras ópticas se hacen de arena o sílice, materia prima abundante en comparación con el cobre. Con unos kilogramos de vidrio pueden fabricarse aproximadamente 43 kilómetros de fibra óptica. Los cables de fibra óptica tienen muchas aplicaciones en el campo de las comunicaciones de datos: • Conexiones locales entre ordenadores y periféricos • Interconexión de ordenadores y terminales mediante enlaces dedicados de fibra óptica. • Enlaces de fibra óptica de larga distancia y gran capacidad. Los cables de fibra óptica ofrecen muchas ventajas respecto de los cables eléctricos para transmitir datos. 18 La mayor desventaja es que no se puede "pinchar" fácilmente este cable para conectar un nuevo nodo a la red. Las transmisiones de la señal a grandes distancias se encuentran sujetas a atenuación, que consiste en una pérdida de amplitud o intensidad de la señal, lo que limita la longitud del cable. Los segmentos pueden ser de hasta 2000 metros. Conexiones Microondas Red por microondas Este en un tipo de red inalámbrica que utiliza microondas como medio de transmisión. El más normal es el 802.11b y transmite a 2.4 Ghz alcanzando velocidades de 11 Megabits por segundo otra res es en el rango de 5,4 a 5,7 Ghz para el 802.11a RFC Por lo general éste es un documento que contiene una propuesta específica, en ocasiones nueva y en ocasiones una modificación a una norma existente. Las RFC son distribuidas en forma amplia, tanto en la red misma como a las partes interesadas como documentos impresos. La colección completa de RFCs está formada por más de 3000 documentos que especifican estándares, son recomendaciones, informativos o han quedado obsoletos. El encargado de publicarlos es el Editor de RFCs y, aunque cualquiera puede proponer un RFC, el IETF es una de las principales fuentes. La RFC se analiza por lo general durante un tiempo en la red misma, donde cualquiera puede expresar su opinión, al igual que en las reuniones formales de los grupos de trabajo IETF. Después de una cantidad considerable de revisiones y discusión continuada, se crea y distribuye un borrador Internet. Este borrador se aproxima a la forma final, proporcionando una consolidación de todos los comentarios que generó la RFC. 19 El siguiente paso por lo general es una norma propuesta, la cual permanece como tal, por lo menos durante seis meses. Durante este tiempo la Internet Society requiere que se escriban y prueben al menos dos puestas en prácticas independientes e interoperables. Cualesquiera problemas que surjan en las pruebas reales pueden abordarse entonces. (En la práctica, es común para muchas aplicaciones que se escriban y se les pruebe a fondo.) Después de que se completa este proceso de prueba y perfeccionamiento, se escribe un borrador de la norma, el cual permanece al menos durante cuatro meses, tiempo durante el cual se elaboran y prueban más aplicaciones. Después de muchos meses, el último paso es la adopción de la norma, punto donde se pone en práctica en todos los sitios que la requieran. Tecnología Wireless Últimamente se está oyendo hablar mucho de redes inalámbricas (redes wireless), pero seguramente tendrá muchas dudas. Aquí intentaremos responder a las dudas más habituales sobre este tipo de redes. ¿Qué es una Red Inalámbrica (red wireless)? Es una red que permite a los usuarios conectarse a una red local o a Internet sin estar conectado físicamente, no hace falta tener una toma de red o de teléfono. La comunicación se realiza a través de ondas que viajan por el aire, ¡sin necesidad de cables! Wireless Local Area Network o WLAN significa "red en un área local sin cables" y es un sistema flexible de comunicación de datos en el que la luz infrarroja y la radiofrecuencia son las sustitutas de los cables. Para tener una red inalámbrica tan sólo necesita lo que se llama un Punto de Acceso (que es el alma de la red inalámbrica) e instalar una tarjeta de red inalámbrica en cada terminal que desee que tenga acceso a la red. 20 Esta tecnología busca sentar las bases para la creación de una red libre a la que cualquier persona pueda acceder mediante cualquier computador, PDA o cualquier otro dispositivo de acceso a redes de forma inalámbrica. Algunos expertos consideran que este sistema de comunicación es más eficaz que Bluetooh, que sólo permite la comunicación entre aparatos a 10 metros de distancia y además su costo es menor. ¿Qué ventajas tiene frente a una red tradicional? • Una red inalámbrica es fácilmente ampliable. Tan sólo es necesario insertar una tarjeta en el ordenador del usuario, configurarlo y listo. No es necesario instalar una toma de red adicional. • Los ordenadores pueden cambiarse de ubicación libremente, no es necesario que estén junto a una toma de red. • Sus empleados pueden llegar a la empresa con su portátil, conectarse a la red local sin necesidad de enchufarse a ningún sitio, consultar el correo electrónico, navegar por Internet y marchar. Rápidamente, fácilmente, cómodamente y sin problemas. • Puede fácilmente integrarse con una red local ya existente. • Si dispone de almacenes sus encargados podrán gestionarlos cómodamente con un dispositivo portátil, sin necesidad de ir a buscar un ordenador. ¿Cómo funciona? Una de sus grandes ventajas reside en la instalación como red fija ya que ofrece muchos beneficios comparada con la red de cableado convencional. Adicionalmente, por ser una red inalámbrica capaz de conectar un computador con varios periféricos, la cantidad de cables que cuelga detrás del computador será cosa del pasado. Términos como "wirelesscafés" han surgido paralelamente con la nueva tecnología. Estos lugares ofrecen poder conectarse a Internet, con la novedad de que lo hará de manera inalámbrica y a un bajo costo. El precio de la tecnología y las dificultades urbanísticas que impiden que llegue la señal son algunos de los problemas con los que se encuentran los usuarios de estas redes 21 libres. Otro de los problemas es que una red inalámbrica podría llegar a ser más lenta que una cableada, esto depende de cómo se comparta la frecuencia. Otro problema surge cuando las distintas conexiones empiezan a ser robadas. Por ser una conexión inalámbrica cualquiera puede robar la frecuencia para la conexión. Crear una conexión a la red de manera gratuita es una limitante para las empresas a la hora de hacer negocios. TECNOLOGÍAS DE RED. Ethernet La red Ethernet apareció por primera vez en 1970 por parte de la empresa Xerox con una velocidad en ese entonces de 2.94 Mbps, velocidad muy alta para tal época. Es la tecnología de red de área local más extendida en la actualidad. Fue diseñado originalmente por Digital, Intel y Xerox por lo cual, la especificación original se conoce como Ethernet DIX. Posteriormente en 1,983 fue formalizada por el IEEE como el estándar Ethernet 802.3. La velocidad de transmisión de datos en Ethernet es de 10Mbits/s en las configuraciones habituales pudiendo llegar a ser de 100Mbits/s en las especificaciones Fast Ethernet. Al principio, sólo se usaba cable coaxial con una topología en BUS, sin embargo esto ha cambiado y ahora se utilizan nuevas tecnologías como el cable de par trenzado (10 Base-T), fibra óptica (10 Base-FL) y las conexiones a 100 Mbits/s (100 Base-X o Fast Ethernet). La especificación actual se llama IEEE 802.3u. 22 Ethernet/IEEE 802.3, está diseñado de manera que no se puede transmitir más de una información a la vez. El objetivo es que no se pierda ninguna información, y se controla con un sistema conocido como CSMA/CD(Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, Detección de Portadora con Acceso Múltiple y Detección de Colisiones), cuyo principio de funcionamiento consiste en que una estación, para transmitir, debe detectar la presencia de una señal portadora y, si existe, comienza a transmitir. Si dos estaciones empiezan a transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben repetir la transmisión, para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir, evitando de este modo una nueva colisión, ya que ambas escogerán un tiempo de espera distinto. Este proceso se repite hasta que se reciba confirmación de que la información ha llegado a su destino. Ethernet es un tipo de red domestica. Es una tecnología estándar utilizada por la mayoría de las empresas; enlaza los equipos mediante un cable especial y un dispositivo denominado concentrador. Con el paso del tiempo esta tecnología ha sufrido varios cambios, de los cuales los más significativos son la velocidad de transferencia y la longitud máxima permitida entre los equipos. Ethernet es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Estos puntos fuertes, combinados con la amplia aceptación en el mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares, hacen a Ethernet la tecnología ideal para la red de la mayoría los usuarios de la informática actual. La norma de Ethernet fue definida por el Instituto para los Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) como IEEE Standard 802.3. Adhiriéndose a la norma de IEEE, los equipo y protocolos de red pueden interoperar eficazmente. El término "Ethernet" se refiere a la familia de implementaciones de Redes de Área Local (LAN, Local Area Network) que incluye tres principales categorías: 23 • 10 Mbps Ethernet : Especificaciones LAN que operan a 10 Mbps sobre cable coaxial. • 100 Mbps Ethernet: Especificación LAN, también conocida como "FAST ETHERNET", que opera a 100 Mbps sobre cable par trenzado. • 1000 Mbps Ethernet: Especificación LAN, también conocida como Gigabit Ethernet, que opera a 1000 Mbps (1 Gbps) sobre fibra óptica y cable par trenzado. Según el tipo de cable, topología y dispositivos utilizados para su implementación podemos distinguir los siguientes tipos de Ethernet: 10Base-2, 10Base-5, 10Base-T, 10Base-FL. • Tecnologías De Red Ethernet 10Base2 Puede transmitir datos a 10mbps por Banda Base (señales digitales), pudiendo llegar el cableado hasta 185 metros. Se utiliza cable coaxial RG-58 el cual es bastante barato por lo que a esta red también se le conoce como CheapNet. Un mismo segmento de cable puede soportar hasta 30 computadoras. Es el más utilizado y recomendado para redes pequeñas. Utiliza la topología local bus, donde un mismo cable recorre todas y cada una de las computadoras. En la mayoría de los casos, el costo de instalación del coaxial y los transceptores de las redes 10 Base-5 las hacía prohibitivas, lo que indujo la utilización de un cable más fino y, por tanto más barato, que además no necesitaba transceptores insertados en él. Se puede decir que 10 Base-2 es la versión barata de 10 Base-5. Por esto, también se le conoce Thin Ethernet (Ethernet fino) o cheaper-net(red barata). 24 Este tipo de red ha sido la más usada en los últimos años en instalaciones no muy grandes debido a su simplicidad y precio asequible. Se caracteriza por su cable coaxial fino (RG-58) y su topología en BUS. Cada dispositivo de la red se conecta con un adaptador BNC en forma de "T" y al final de cada uno de los extremos del cable hay que colocar un terminador de 50 Ohmios. • Tecnologías de Red Ethernet 10Base5 Transmite datos a 10mbps por Banda Base en un cableado que puede alcanzar 500 metros. El cableado es grueso y es utilizado principalmente para largas oficinas o hasta todas las computadoras de un edificio. Del cable principal (backbone) salen cables usualmente Par Trenzado que se conectan a directamente a cada una de las computadoras. Se pueden conectar hasta 100 computadoras con este cableado en un mismo segmento. También conocida como thick ethernet (Ethernet grueso), es la Ethernet original. Fue desarrollada originalmente a finales de los 70 pero no se estandarizó oficialmente hasta 1983. Utiliza una topología en BUS, con un cable coaxial que conecta todos los nodos entre sí. En cada extremo del cable tiene que llevar un terminador. Cada nodo se conecta al cable con un dispositivo llamado transceptor. El cable usado es relativamente grueso (10mm) y rígido. Sin embargo es muy resistente a interferencias externas y tiene pocas pérdidas. Se le conoce con el nombre de RG8 o RG11 y tiene una impedancia de 50 ohmios. Se puede usar conjuntamente con el 10 Base2. 25 • Tecnologías de Red Ethernet 10Base-T Transmite datos a 10mbps por Banda Base y utiliza un Hub (concentrador)desde el cual con cable Par Trenzado se conecta cada una de las computadoras quedando en forma similar a estrella. El Hub queda en el centro de la estrella y funciona como "repetidor". El cable desde el Hub hasta la computadora no debe de medir más de 100 metros. Ethernet fue diseñado originalmente para ser montado con cable coaxial grueso y que más adelante se introdujo el coaxial fino. Ambos sistemas funcionan excelentemente pero usan una topología en BUS, que complica la realización de cualquier cambio en la red. También deja mucho que desear en cuestión de fiabilidad. Por todo esto, se introdujo un nuevo tipo de tecnología llamada 10 Base-T, que aumenta la movilidad de los dispositivos y la fiabilidad. El cable usado se llama UTP que consiste en cuatro pares trenzados sin apantallamiento. El propio trenzado que llevan los hilos es el que realiza las funciones de asilar la información de interferencias externas. También existen cables similares al UTP pero con apantallamiento que se llaman STP (Par Trenzado Apantallado mediante malla de cobre) y FTP (Par Trenzado apantallado mediante papel de aluminio). 10 Base-T usa una topología en estrella consistente en que desde cada nodo va un cable al un concentrador común que es el encargado de interconectarlos. Cada uno de estos cables no puede tener una longitud superior a 90m. 26 A los concentradores también se les conoce con el nombre de HUBs y son equipos que nos permiten estructurar el cableado de la red. Su función es distribuir y amplificar las señales de la red y detectar e informar de las colisiones que se produzcan. En el caso de que el número de colisiones que se producen en un segmento sea demasiado elevado, el concentrador lo aislará para que el conflicto no se propague al resto de la red. Cuando la distancia entre concentradores es grande, por ejemplo si están en plantas o incluso en edificios distintos, se está limitado por la longitud máxima que se puede conseguir con el cable UTP (100m). Si la distancia es mayor se puede usar la tecnología 10 Base-2 que permite hasta 185m o la 10 Base-5 con la que se podría alcanzar los 500m. Otra solución puede ser usar cable UTP poniendo repetidores cada 100m. De los 8 hilos de que dispone en el cable UTP, sólo se usan cuatro para los datos de la LAN (dos para transmisión y dos para la recepción) por lo que quedan otros cuatro utilizables para otros propósitos (telefonía, sistemas de seguridad, transmisión de vídeo, etc.). Fast Ethernet Para redes Ethernet que necesitan mayores velocidades, se estableció la norma Fast Ethernet (IEEE 802.3u). Esta norma elevó los límites de 10 Megabits por segundo (Mbps) de Ethernet a 100 Mbps con cambios mínimos a la estructura del cableado existente. 27 Fast Ethernet es una tecnología LAN (Local Area Network = Red de área local) y esta diseñada para conectar computadoras sobre un área pequeña, como pueden ser oficinas, edificios o pequeñas instituciones como un campus universitario de tamaño pequeño, por ejemplo. Esta tecnología no esta pensada para ser utilizada sobre áreas extensas, como campus de gran tamaño o ciudades enteras, para estos entornos se usan tecnologías WAN (Wide Area Network = Red de área extensa), que son sistemas diseñados para conectar elementos o LAN’s ha otros elementos o LAN’s sobre un área extensa. Una posible definición de LAN puede ser "Un sistema de conexión directa entre varias computadoras". Fast Ethernet es una red de comunicación de datos en serie, a través de pares de cobre o fibra óptica. Su velocidad es de 100 Mbits por segundo, siendo posible la comunicación Full-Dúplex. Esto permite tasas de transferencias a la hora de recibir y enviar hasta 12.1 Mbytes por segundo y modo Full-Dúplex. Elementos físicos de una red Fast Ethernet Los indispensables son: • Nodos • Repetidores (hub) • El interfaz de Red (NIC) Existen tres tipos de Fast Ethernet: • 100BaseTX usado con cable CAT 5 UTP La norma 100BASE-TX se ha convertido en la más popular debido a su íntima compatibilidad con la norma Ethernet 10BASE-T. En cada punto de la red se debe determinar el número de usuarios que realmente necesitan las prestaciones más altas, para decidir que segmentos del troncal necesitan ser específicamente reconfigurados para 100BASE-T y seleccionar el hardware necesario para conectar dichos segmentos "rápidos" con los segmentos 10BASE-T existentes. • 100BaseFX usado con fibra óptica 28 Especificación Fast Ethernet de banda base de 100 Mbps que utiliza dos hebras de cable de fibra óptica multimodo por enlace. Para garantizar una correcta temporización de la señal, un enlace 100BaseFX no puede exceder los 400 metros de longitud. Basada en el estándar IEEE 802.3. • 100BaseT4 el cual utiliza dos cables extras para usarse con cable UTP CAT 3. Especificación Fast Ethernet de banda base de 100 Mbps que utiliza cuatro pares del cableado UTP Categoría 3, 4 ó 5. Para garantizar una correcta temporización de las señales, un segmento 100BaseT4 no puede exceder los 100 metros de longitud. Basada en el estándar IEEE 802.3. Gigabits Ethernet Gigabit Ethernet (1000 Mbps Ethernet) es una extensión del estándar IEEE 802.3. Gigabit Ethernet está construído sobre el mismo protocolo de Fast Ethernet pero incrementa la velocidad en 10 veces sobre Fast Ethernet. En 1999, la IEEE probó la especificación 802.3ab, también conocida como 1000BaseT, que define Gigabit Ethernet (GE) corriendo sobre cable de cobre, es decir Gigabit Ethernet puede correr sobre el cable de cobre categoriáa 5, pero también corre sobre fibra óptica monomodo y multimodo. También GE es más fácil de implementar y mucho más rápido que otras tecnologías como ATM (hasta 622 Mbps) o FDDI (100 Mbps). 29 BIBLIIOGRAFIA www.nti.educa.rcanaria.es www.monografías.com www.eveliux.com/fundatel/cableado/html www.control-systems.net/jdvelez/estudiante/tia-eia-ansi/IEEE.htm www.todoteleco.com www.eveliux.com/telecom/ethernet.html www.ciena.com/solution/1503.htm http://lat.3com.com/lat/technology/technical_papers/wireless_qa.html 30
