REDES DE COMPUTO I UNIDAD I

CONCEPTOS
GENERALES SOBRE
LAS REDES DE
COMPUTADORAS
REDES DE COMPUTO I
2015 B
M.S.C AGUSTIN JAIME NUNEZ RODRIGUEZ
DEFINICIONES Y CARACTERISTICAS
DE UNA RED DE COMPUTADORAS
Es una serie de puntos o nodos conectados entre si por algún
medio físico de comunicación. Las redes pueden
interconectarse con otras redes y contener sub-redes.
La topología más común, o configuración general de redes,
incluye el bus,. Las redes se pueden clasificar también en
términos como redes de área local (LAN, local área network),
redes de área metropolitana (MAN, metropolitan área
network), y redes de área amplia (WAN, wide área network).
CONCEPTO DE RED DE CÓMPUTO.
•  Consiste en un tipo de telecomunicaciones, que al
mismo tiempo, consiste en la comunicación a distancia.
Las redes de telecomunicaciones nacen de dos
necesidades básicas de la sociedad humana:
•  La comunicación
•  La organización del conocimiento humano.
•  La necesidad que surge de compartir recursos e
información.
•  A partir de estas surgen a su vez las redes de
computadoras también.
REQUISITOS PARA LA INSTALAR Y
CONFIGURAR UNA RED
•  1.- Dos computadoras o mas, con una placa de red.
2.- Los drivers de dichas placas instalados
correctamente sin que tengan signos de admiración en
la parte de administración de dispositivos de
Windows:
•  3.- Si la conexión va a realizarle solamente entre
dos computadoras el cable que hay que utilizar es
cable de red cruzado, si las placas son 10/100 Mbps
con conector RJ-45 preferentemente usar cable UTP
categoría 5e marca AMP o similar, este cable se
puede extender hasta 100 mts sin inconvenientes en
situaciones normales de instalación.
SERVICIOS DE UNA RED LAN
•  La rápida difusión de la red de área local
(LAN) como forma de normalizar las
conexiones entre las máquinas que se utilizan
como sistemas ofimáticos. Como su propio
nombre indica, constituye una forma de
interconectar una serie de equipos
informáticos.
ROUTERS Y BRIDGES
•  La mayoría de las empresas no desean
encontrarse con núcleos aislados de utilidades
informáticas. Lo general prefieren difundir
dichos servicios,una zona más amplia, de manera
que los grupos puedan trabajar
independientemente de su ubicación. Los routers
y los bridges son equipos especiales que permiten
conectar dos o más LAN. El bridge es el equipo
más elemental y sólo permite conectar varias
LAN de un mismo tipo. El router es un elemento
más inteligente y posibilita la interconexión de
diferentes tipos de redes de ordenadores.
TIPOS DE COMUNICACION EN UN SISTEMA DE CÓMPUTO
•  a) Sistemas Operativos por su Estructura (visión interna),
Según [Alcal92], se deben observar dos tipos de requisitos
cuando se construye un sistema operativo, los cuales son:
•  1.- Requisitos de usuario: Sistema fácil de usar y de
aprender, seguro, rápido y adecuado al uso al que se le quiere
destinar.
•  2.- Requisitos del software: Donde se engloban aspectos
como el mantenimiento, forma de operación, restricciones de
uso, eficiencia, tolerancia frente a los errores y flexibilidad.
•  A continuación se describen las distintas estructuras
que presentan los actuales sistemas operativos para satisfacer
las necesidades que de ellos se quieren obtener.
•  b) Sistemas Operativos por los Servicios que ofrecen,
•  c) Sistemas Operativos por la forma en que ofrecen sus
servicios (visión externa).
HISTORIA DE LAS REDES DE
CÓMPUTO
Es por los 60's que surge la necesidad de estar varias personas
conectadas a los mismos recursos, dado que el equipo de trabajo
utilizado antes era de un costo excesivo, por lo que se compraba un
equipo caro para una empresa - u organismo - y se usaba el mismo
equipo por medio de las llamadas terminales tontas. Con la creación
de las computadoras de escritorio sucede un fenómeno interesante: se
abaratan los costos y surgen mayores aplicaciones para atacar
problemas cada vez más complejos, pero esto trae consigo que los
programas ya no sean residentes en un solo punto: ocurre una
descentralización de la información, lo cual aumenta los costos de los
equipos periféricos, surgiendo la necesidad de compartir los datos en
redes locales; así surgen las Redes Locales de Datos (RLD) o LAN's.
ORIGEN
•  Las redes de cómputo surgen de la
fusión de dos campos de investigación: las
telecomunicaciones y la informática, dando
origen a una nueva disciplina que se denomina
Teleinformática o Telemática. Las redes de
cómputo nacieron dentro de un ámbito
académico, pero con el paso del tiempo se han
convertido en una herramienta de trabajo
también indispensable, en los sectores
empresarial, industrial y gubernamental.
AMBIENTE DISTRIBUIDO, CENTRALIZADO Y COOPERATIVO
•  La red es un ambiente de naturaleza extremadamente
heterogénea a todos los niveles, es decir, las
computadoras, los lenguajes de programación y la
organización de la información pueden ser tan
diferentes que parecería casi imposible su uso
compartido. Por ejemplo, ¿cómo podría ejecutarse el
código objeto de un procesador Pentium III en un
procesador RISC? Cuando contamos con una
computadora completa (procesador, memoria,
programas e información), ya sea personal, estación
de trabajo, "main frame" o supercomputadora, todos
sus recursos son homogéneos.
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.
MAN (Metropolitan Area Network):
Redes de Área Metropolitana
•  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.
CLASIFICACION POR SU
TOPOLOGIA
•  La necesidad de crear una estructura que
facilitara la comunicación entre terminales, con el
fin de compartir información, da origen al
establecimiento de los medios adecuados cómo
cables, equipos, software de comunicación,
viniendo a constituir lo que se denomina topología
de red, es decir, es una estructura constituida
por un hardware (cableado, terminales,
servidores, repetidores, etc.) y un software
(acceso al medio, gestión de recursos,
intercomunicación, etc.).
Existen, básicamente, cuatro topologías diferentes para la
construcción de una LAN:
· Bus: Es la forma más simple, en la que un único
tendido, mediante derivaciones, da servicio a todos y cada
uno de los terminales. En caso de fallo una parte de la red
queda sin servicio. Suele emplearse para ellas, cable
coaxial, y el ejemplo más típico lo constituyen las redes
Ethernet. Se puede complicar, añadiendo diversas
ramificaciones, hasta llegar a hacer un árbol.
· Anillo: Es una variante de la anterior, en la que el
tendido se cierra sobre sí mismo, por lo que en caso de su
rotura se puede acceder a las estaciones aisladas por el
otro semianillo. En la práctica, la mayoría de las
topologías en anillo (lógica) terminan en una estrella
física. Pueden emplearse cables de pares, coaxiales o la
fibra óptica, su ejemplo más significativo de utilización es
en las redes Token Ring.
· Estrella: Es aquella en la que
un elemento central (Hub) sirve
de puente entre todas las
terminales de la LAN, ella
proporciona la conmutación
entre todas. Aísla unos elementos
del fallo de otros, pero presenta
un punto crítico: el nodo central,
que en caso de fallo deja la red
sin servicio. El costo del cableado
es elevado al requerir conexiones
punto a punto para todos los
elementos, aunque este se
minimiza al emplear cable UTP.
· Malla: Es la topología que
presenta un nivel mayor de
seguridad. Los nodos de la red se
unen entre sí, para formar una
estructura en la que al menos
existen dos rutas posibles por
cada nodo; así, si hay un fallo en
una de ellas, la información se
puede hacer circular por la otra.
Resulta muy adecuada para
cubrir, por ejemplo, un país
completo. Puede resultar
inicialmente más cara que las
otras, pero si se cuida el diseño y
se ajusta la capacidad de los
enlaces, este incremento se
recompensa con creces.
CLASIFICACION POR SU MEDIO
Un cable coaxial consta de un núcleo de
hilo de cobre rodeado por un aislante, un
apantallamiento de metal trenzado y una
cubierta externa.
El término apantallamiento hace
referencia al trenzado o malla de metal (u
otro material) que rodea algunos tipos de
cable.
a) Cable Thinnet (Ethernet fino).
q  El cable Thinnet es un cable coaxial flexible
de unos 0,64 centímetros de grueso (0,25
pulgadas). Este tipo de cable se puede utilizar
para la mayoría de los tipos de instalaciones
de redes, ya que es un cable flexible y fácil
de manejar.
b) Cable Thicknet (Ethernet grueso).
•  El cable Thicknet es un cable coaxial
relativamente rígido de aproximadamente
1,27 centímetros de diámetro. Al cable
Thicknet a veces se le denomina Ethernet
estándar debido a que fue el primer tipo de
cable utilizado con la conocida arquitectura
de red Ethernet. El núcleo de cobre del cable
Thicknet es más grueso que el del cable
Thinnet.
CABLE PAR
TRENZADO SIN
APANTALLAR (UTP)
•  El UTP, con la especificación 10BaseT, es el
tipo más conocido de cable de par trenzado y
ha sido el cableado LAN más utilizado en los
últimos años. El segmento máximo de longitud
de cable es de 100 metros.
CABLE PAR TRENZADO APANTALLADO
(STP)
•  El cable STP utiliza una envoltura con cobre
trenzado, más protectora y de mayor calidad
que la usada en el cable UTP. STP también
utiliza una lámina rodeando cada uno de los
pares de hilos. Esto ofrece un excelente
apantallamiento en los STP para proteger los
datos transmitidos de intermodulaciones
exteriores, lo que permite soportar mayores
tasas de transmisión que los UTP a distancias
mayores.
FIBRA OPTICA.
El cable de fibra óptica se utiliza si: Necesita transmitir datos a velocidades muy altas y a grandes
distancias en un medio muy seguro.
El cable de fibra óptica no se utiliza si:
Tiene un presupuesto limitado.
No tiene el suficiente conocimiento para instalar y conectar los dispositivos de forma apropiada. El precio del cable de fibra óptica es competitivo con el precio del cable de cobre alto de gama. Cada
vez se hace más sencilla la utilización del cable de fibra óptica, y las técnicas de pulido y terminación
requieren menos conocimientos que hace unos años.
CABLES DE
MULTICONDUCTOR.
•  Contienen dos o más conductores. Cada
conductor consiste en un solo alambre o una
combinación de alambres. Los materiales del
conductor incluyen el aluminio, el cobre, las
aleaciones de aluminio, las aleaciones de
cobre, el acero aluminio-revestido, y el acero
cobre-revestido.
ONDAS
ELECTROMAGNETICAS
Son ondas producidas por la oscilación o la
aceleración de una carga eléctrica. Las ondas
electromagnéticas tienen componentes eléctricos y
magnéticos. La radiación electromagnética se puede
ordenar en un espectro que se extiende desde ondas
de frecuencias muy elevadas (longitudes de onda
pequeñas) hasta frecuencias muy bajas (longitudes de
onda altas). La luz visible es sólo una pequeña parte
del espectro electromagnético. Por orden creciente de
longitudes de onda (orden decreciente de
frecuencias), se ha confeccionado una escala
denominada espectro electromagnético.
CLASIFICACION POR SU
METODO DE ACCESO
Al ser la red local un medio compartido, se hace
necesario establecer las reglas que definen cómo
los distintos usuarios tienen acceso a ella, para
evitar conflictos y asegurar que cada uno tenga
iguales oportunidades de acceso. Este conjunto
de reglas es el denominado método de acceso al
medio, que también se conoce como protocolo
de arbitraje.
CLASIFICACION POR SU
SISTEMA OPERATIVO
SISTEMAS OPERATIVOS POR
SERVICIOS (VISION
EXTERNA)
Esta clasificación es la más
comúnmente usada y conocida desde
el punto de vista del usuario final.
Sistema Operativo Monousuario
. Los sistemas operativos monousuarios son aquéllos
que soportan a un usuario a la vez, sin importar el
número de procesadores que tenga la computadora o
el número de procesos o tareas que el usuario pueda
ejecutar en un mismo instante de tiempo. Las
computadoras personales típicamente se han
clasificado en este renglón.
En otras palabras los sistemas monousuarios son
aquellos que nada más puede atender a un solo
usuario, gracias a las limitaciones creadas por el
hardware, los programas o el tipo de aplicación que
se esté ejecutando.
Sistema Operativo
Multiusuario.
Son capaces de dar servicio a más de un usuario, ya sea por
medio de varias terminales conectadas a la computadora o
de sesiones remotas en una red de comunicaciones. No
importa el número de procesadores en la máquina ni el
número de procesos que cada usuario puede ejecutar
simultáneamente. En esta categoría se encuentran todos
los sistemas que cumplen simultáneamente las
necesidades de dos o más usuarios, que comparten
mismos recursos. Este tipo de sistemas se emplean
especialmente en redes. En otras palabras consiste en el
fraccionamiento del tiempo (timesharing).
Por el Número de Tareas:
Sistema Operativo
Monotarea.
Son aquellos que permiten una tarea a la vez.
Puede darse el caso de un sistema multiusuario
y monotarea, en el cual se admiten varios
usuarios al mismo tiempo pero cada uno de
ellos puede estar haciendo solo una tarea a la
vez. Los sistemas operativos monotareas son
más primitivos y, solo pueden manejar un
proceso en cada momento o que solo puede
ejecutar las tareas de una en una.
Sistema Operativo Multitarea.
•  Un sistema operativo multitarea es aquél que le
permite al usuario estar realizando varias labores
al mismo tiempo. Es el modo de funcionamiento
disponible en algunos sistemas operativos,
mediante el cual una computadora procesa varias
tareas al mismo tiempo. Existen varios tipos de
multitareas. La conmutación de contextos
(contexto Switching) es un tipo muy simple de
multitarea en el que dos o más aplicaciones se
cargan al mismo tiempo, pero en el que solo se
esta procesando la aplicación que se encuentra en
primer plano (la que ve el usuario.
Por el Número de Procesadores:
Sistema Operativo de Uniproceso.
•  Un sistema operativo uniproceso es aquél que es
capaz de manejar solamente un procesador de la
computadora, de manera que si la computadora
tuviese más de uno le sería inútil. El ejemplo más
típico de este tipo de sistemas es el DOS y MacOS.
•  Sistema Operativo de Multiproceso. Un
sistema operativo multiproceso se refiere al número
de procesadores del sistema, que es más de uno y
éste es capaz de usarlos todos para distribuir su
carga de trabajo. Generalmente estos sistemas
trabajan de dos formas: simétrica o asimétricamente.
Asimétrica. Cuando se trabaja de manera asimétrica, el
sistema operativo selecciona a uno de los procesadores el
cual jugará el papel de procesador maestro y servirá como
pivote para distribuir la carga a los demás procesadores,
que reciben el nombre de esclavos.
Simétrica. Cuando se trabaja de manera simétrica, los
procesos o partes de ellos (threads) son enviados
indistintamente a cual quiera de los procesadores
disponibles, teniendo, teóricamente, una mejor
distribución y equilibrio en la carga de trabajo bajo este
esquema.
SISTEMAS OPERATIVOS
POR SU ESTRUCTURA
(VISION INTERNA)
•  Deben observar dos tipos de requisitos los cuales
son:
Requisitos de usuario: Sistema fácil de
usar y de aprender, seguro.
Requisitos del software: Donde se
engloban aspectos como el mantenimiento,
restricciones de uso, eficiencia, tolerancia frente
a los errores y flexibilidad.
A continuación se describen las distintas
estructuras que presentan los actuales sistemas
operativos para satisfacer las necesidades que de
ellos se quieren obtener.
Estructura Monolítica. Es la estructura de los primeros sistemas operativos
constituidos fundamentalmente por un solo programa compuesto de un conjunto de
rutinas entrelazadas de tal forma que cada una puede llamar a cualquier otra. Las
características fundamentales de este tipo de estructura son:
a) Construcción del programa final a base de módulos compilados separadamente que se
unen a través del legador.
b) Buena definición de parámetros de enlace entre las distintas rutinas existentes, que
puede provocar mucho acoplamiento. c) Carecen de protecciones y privilegios al entrar a rutinas que manejan diferentes
aspectos de los recursos de la computadora, como memoria, disco, etc.
Generalmente están hechos a medida, por lo que son eficientes y rápidos en su ejecución
y gestión, pero por lo mismo carecen de flexibilidad para soportar diferentes ambientes
de trabajo o tipos de aplicaciones.
Estructura
Jerárquica.
•  Conforme fueron creciendo la necesidades de los
usuarios una mayor organización del software se
amplio, del sistema operativo, donde una parte
del sistema contenía subpartes y esto organizado
en forma de niveles.
Se dividió el sistema operativo en
pequeñas partes, de tal forma que cada una de
ellas estuviera perfectamente definida y con un
claro interface con el resto de elementos.
Máquina
Virtual.
v E stos sistemas operativos separan dos
conceptos que suelen estar unidos en el resto
de sistemas: la multiprogramación y la
máquina extendida. El objetivo de los
sistemas operativos de máquina virtual es el
de integrar distintos sistemas operativos
dando la sensación de ser varias máquinas
diferentes.
ClienteServidor(Microkernel).
•  Puede ser ejecutado en la mayoría de las
computadoras, ya sean grandes o pequeñas.
Este sistema sirve para toda clase de
aplicaciones por tanto, es de propósito
general y cumple con las mismas actividades
que los sistemas operativos convencionales.
SISTEMA OPERATIVO
POR LA FORMA DE
OFRECER SUS
SERVICIOS
•  Se refiere a una visión externa, que en este
caso se enfoca en la del usuarios, el cómo
accesa a los servicios. Bajo esta clasificación
se pueden detectar dos tipos principales:
sistemas operativos de red y sistemas
operativos distribuidos.
Sistema Operativo de Red.
•  Los sistemas operativos de red se definen como
aquellos que tiene la capacidad de interactuar con
sistemas operativos en otras computadoras por
medio de un medio de transmisión con el objeto
de intercambiar información, transferir archivos,
ejecutar comandos remotos y un sin fin de otras
actividades. El punto crucial de estos sistemas es
que el usuario debe saber la sintaxis de un
conjunto de comandos o llamadas al sistema para
ejecutar estas operaciones, además de la
ubicación de los recursos que desee accesar.
Sistemas
Operativos
Distribuidos.
•  Los sistemas operativos distribuidos abarcan los
servicios de los de red, logrando integrar
recursos ( impresoras, unidades de respaldo,
memoria, procesos, unidades centrales de
proceso ) en una sola máquina virtual que el
usuario accesa en forma transparente. Es decir,
ahora el usuario ya no necesita saber la ubicación
de los recursos, sino que los conoce por nombre y
simplemente los usa como si todos ellos fuesen
locales a su lugar de trabajo habitual.