Historia y Conceptos Generales

Definción, Clasificación de Redes y Topologías

Antecedentes

Evolución de la tecnología (aparición de los sistemas de cómputo modernos: ENIAC, EDVAC, UNIVAC, etc.)

Los sistemas de cómputo permitieron almacenar gran cantidad de datos y al mismo tiempo, analizarlos y procesarlos con diversos fines

Antecedentes

Al reducirse los costos de un sistema de cómputo, éstos fueron adquiridos por diversos sectores de la población (educación, industria, militar, etc.)

Desaparece el modelo de “una sola computadora” y surge en su lugar el modelo de “varias computadoras”, las cuales atienden las tareas de una empresa u organización

Surge la necesidad de compartir los datos contenidos en sistemas de cómputo independientes

Antecedentes

La evolución en las tecnologías de comunicación permitió conectar a varios sistemas de cómputo independientes, logrando compartir los datos que cada uno de ellos pudiera contener

A partir de entonces, surgen las Redes de Computadoras

Antecedentes

Las redes tuvieron un gran impulso gracias a la investigación realizada para el proyecto ARPAnet, iniciada desde 1960 con el desarrollo de TCP / IP

Objetivo: lograr una comunicación robusta, a pesar de que los enlaces fallaran.

Desarrolladores: RAND corporation, M. I. T., U. C. L. A.

En 1969 empieza a funcionar formalmente ARPANET.

Definición

Una Red de Computadoras es una colección de computadoras autónomas interconectadas entre sí por algún medio, ya sea guiado (algún tipo de cable físico) o no guiado (microondas, señales satelitales, etc.)

Objetivo: compartir los recursos disponibles (datos y procesamiento)

Objetivos de una Red

Lograr que los recursos (programas, equipo y datos) estén disponibles para cualquier usuario dentro de la red, sin importar su localización física

Alta confiabilidad, atendiendo peticiones a pesar de que ciertos recursos físicos fallen

Reducción de costos. Los equipos de computo pequeños son económicos y fáciles de instalar

Proporcionar un medio de comunicación confiable

Aplicaciones

Usos militares, bancarios, de tráfico aéreo, seguridad de reactores nucleares, etc. (redes enfocadas a la eficiencia corporativa)

Acceso a datos remotos (ftp, telnet, www...) Comunicación persona a persona (correo

electrónico, video conferencia...) Entretenimiento (juegos interactivos,

películas...)

Repercusiones

No existe un control estricto sobre el contenido de los datos que se puede transmitir a través de una red.

Repercusiones sobre el trato persona a persona

Violación de los derechos intelectuales Plagio electrónico (cuentas bancarias,

violación de datos secretos, ...)

Retos

Lograr integrar diversas tecnologías de redes, con el fin de que se puedan comunicar satisfactoriamente computadoras que utilicen medios de transmisión diferentes

Buscar un alto nivel de confiabilidad Lograr buenos esquemas de administración

(configuración, desempeño, seguridad)

Sistema de Comunicación

Elementos: emisor, mensaje y receptor Mensaje: Datos que se desean enviar a otro ente Emisor: Ente que envía un mensaje. Prepara a los

datos para ser enviados por el medio, tanto en calidad como en cantidad. El mensaje se puede enviar en banda base o modulada

Medio: Elemento a través del cual se envía el mensaje

Receptor: Ente que recibe la información

Características del Medio

El medio tiene dos variables importantes: Velocidad de transmisión: se mide en

bits/seg Ancho de banda: rango de frecuencias en las

que opera la señalProblemas del Medio: Distorsión Atenuación (pérdida de señal) Ruido (interferencia)

Modos de Transmisión

Dependiendo del medio, la transmisión puede ser:

Simplex: la comunicación es unidireccional. El flujo de datos siempre es del emisor al receptor

Half duplex: se puede transmitir o recibir datos por el mismo medio, pero no al mismo tiempo

Full duplex: se puede enviar y recibir datos por un medio al mismo tiempo

Elementos en una Red de Computadoras Las Redes de Computadoras son una clase

de Red de Comunicación Los elementos en una Red de Computadoras

suele dividirse en dos grupos: nodos y enlaces

Nodos: puntos donde se emite, retransmite y recibe datos

Enlaces: medios por los cuales viajan los datos de un nodo a otro

Dos enfoques de ComunicaciónCircuitos conmutados (orientada a la conexión)Conmutación de paquetes (sin conexión)

El sistema de Conmutación de Paquetes es la técnica que normalmente se usa para interconectar varios sistemas de cómputo, debido a su bajo costo.

Aquí, se fragmentan los datos en paquetes

Tecnologías de Transmisión

Redes de difusión: caracterizada por contar con un solo canal de comunicación compartido por todas las computadoras

Redes punto a punto: caracterizada por conexiones directas entre pares de computadoras. Existe un canal exclusivo entre dos computadoras

Redes de Difusión

Los mensajes (paquetas) enviados por una máquina son recibidos por todas las máquinas conectadas al segmento de red

Cada paquete tiene una dirección de destino y la máquina que coincida en esta dirección, es la que procesa el paquete. El resto ignora al paquete.

Redes de Difusión

Tres formas de comunicación: Unicast: cuando un dispositivo desea enviar

un mensaje solo a otro dispositivo Multicast: cuando un dispositivo desea enviar

un mensaje a un conjunto de dispositivos Broadcast: cuando se desea enviar un

mensaje a todos los dispositivos

Redes Punto a Punto

Un paquete puede visitar varias computadoras antes de llegar a su destino

Posibilidad de seguir varias rutas al destino Objetivo: buscar la ruta más cercana y

menos congestionada Son necesarios algoritmos de ruteo

(encaminamiento)

Concepto de Topología

Topología se refiere a la forma que tiene la red, ya sea física o lógica

Existen cinco topologías básicas: Bus Anillo Estrella Árbol Malla

Nota: se pueden mezclar topologías físicas y lógicas (híbridas)

Topología de Bus

Configuración multipunto donde un único enlace es compartido por todos los medios

Ventajas: bajo costo Desventajas: poco

confiable, susceptible a colisiones, cuellos de botella...

Topología de Anillo

Cada computadora tiene un enlace punto a punto con las computadoras vecinos, formando un circulo. Los datos fluyen en una dirección

Ventajas: se aprovecha mejor el medio, tasas de transferencia más altas que en bus

Desventaja: más caro. Dos dispositivos de conexión (módem, NIC’s) por máquina

Topología de Estrella

Requiere de un dispositivo especial (concentrador) en el cual se conectan todas las computadoras

Ventajas: robusta, aprovecha la capacidad de transmisión

Desventajas: de mayor costo; dependencia del dispositivo concentrador ya sea activo o pasivo

Dispositivo Concentrador en la Topología EstrellaDos tipos de dispositivos Activos: un concentrador activo realiza las

funciones de encaminamiento Pasivos: normalmente llamados hubs.

Funcionan como si se conectara todos los dispositivos físicos a un mismo enlace. Por ello, si una máquina escribe sobre su enlace, las demás no pueden transmitir

Topología de Árbol

Se logra conectando varios concentradores entre si para unir a varios segmentos de red

Si los concentradores son pasivos, la topología lógica será la de bus

Es la topologías más frecuente en redes LAN

Topología de Malla

También conocida como “completamente conectada”. Existe una conexión punto a punto entre cada máquina

Ventajas: sumamente robusta. Acceso múltiple

Desventajas: muy costosa por la cantidad de NIC’s y cableado necesario

Clasificación

Las Redes de Computadoras se clasifican en base a dos criterios: La tecnología de transmisión usada, asociada a la

forma en que se hace uso del medio para transmitir los datos (difusión, punto a punto)

La dimensión de la Red, basada en la cobertura física que tiene la red

Clasificación en base a la Dimensión de la Red LAN: Redes de área local. Destinadas para

cubrir pequeñas distancias (un edificio corporativo, un campus de una Universidad, etc...)

Tres características fundamentales: tamaño, tecnología de transmisión, topología

Propagación rápida de paquetes (microseg)

Red Lan

En base a la Dimensión de la Red MAN: Versión ampliada de una LAN Normalmente se basa en la misma

tecnología que una LAN Se distingue este tipo de categoría, ya que

ha adoptado un estándar propio, llamado DQDB (distributed queue dual bus)

Red MAN

Bus A

Bus B

Dirección en el flujo del bus A

Dirección en el flujo del bus B

En base a la Dimensión de la Red WAN: Se extienden sobre áreas geográficas

extensas Para comunicarse un host con otro, se hace acceso

a un a subred, la cual une a las redes locales Generalmente, una subred consta de:

Líneas de transmisión, llamados circuitos, canales o troncales

Elementos de Conmutación, que son computadoras especializadas que encaminan a los paquetes

Red WAN

Subred

enrutador

Red Local

Topologías para las Subredes

Estrella Anillo Árbol

CompletamenteConectada

Intersección de Anillos Irregular

Análisis Comparativo

LAN: más rápidas, más tolerantes a fallas, con una acceso generalmente de broadcast o difusión. Limitado alcance geográfico

MAN: redes de mayor cobertura; mayor retardo en la transmisión; buena velocidad de transmisión

WAN: gran alcance geográfico, más susceptibles a errores en la transmisión y retardo de propagación