III. Redes y Telemática

III. Redes y Telemática

Ing. Julio Carreto

Redes y TelemáticaLas telecomunicaciones y las redes

son parte fundamental de la “explosión de información”, de hecho son el móvil, por lo cual es de suma importancia que los administradores de las empresas de hoy y del futuro entiendan los conceptos básicos que subyacen a estas tecnologías.

Comunicación de datos

En un lenguaje cotidiano la comunicación de datos consiste en la transmisión y recepción de información por medios electrónicos, en donde los datos son representados por medio de bits (representación mínima de los datos en una computadora).

Modo de Transmisión de Datos

(en Bits)

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Tipos de transmisión de acuerdo con la dirección y simultaneidad

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Hardware de apoyo de comunicacionesCanales de comunicación

Un canal de comunicación es el medio a través del cual viaja la información computacional entre dos puntos, generalmente distantes.

Un aspecto importante de cada uno de los medios, es la velocidad de transmisión, la cual denota la cantidad de bits por segundo que el medio puede transmitir, las unidades de medida son:

Bps = bits por segundo

Kbps = kilobits por segundo= 1,000 bits por segundo= 1x103 bits/seg

Mbps= megabits por segundo = 1’000,000 bits por segundo = 1x106 bits/seg

Gbps= gigabits por segundo= 1,000’000,000 bits por segundo = 1x109 bits/seg


Medios conductores eléctricos

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Par trenzado.

Este medio de comunicación está relacionado con las líneas telefónicas y telegráficas.

Para utilizar este medio se requiere de un módem, debido a que las señales que viajan a través de las líneas telefónicas o telegráficas son análogas y las de la computadora son digitales.

Cable coaxial

Se utiliza principalmente para comunicación de datos en distancias cortas, menores de los 15 kilómetros.

El cable coaxial es útil en las redes locales (LAN), las cuales se encuentran en un área geográfica pequeña como pueden ser las instalaciones de un edificio.

El cable coaxial permite transmitir datos a gran velocidad, es inmune al ruido y a la distorsión de las señales enviadas, y es uno de los medio menos costosos cuando se trata de comunicación de corta distancia.

Medios conductores de luz

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Fibra óptica.

Este medio es utilizado por las compañías telefónicas con el objetivo de sustituir los cables que se usan para la comunicación de larga distancia.

También se utiliza para instalar redes locales privadas.

La comunicación de datos por medio de fibras ópticas se realiza enviando pulsos de luz de la computadora fuente a la computadora destino.

El uso de fibras ópticas dificulta agregar computadoras a la red cuando aquella está funcionando. Para hacerlo es necesario que la red o una parte no este funcionando.

La comunicación por medio de fibras ópticas es costosa, por lo cual no se recomienda para distancias cortas.

Cuando se desea transmitir información a larga distancia y además se requiere una alta velocidad, este medio resulta conveniente.

Medios inalámbricos

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Frecuencia de luz

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Infrarrojos

Este medio utiliza radiación electromagnética de longitud de onda que está entre las de radio y las de luz.

Sus aplicaciones principales son redes locales sin cableado entre edificios.

Láser

Este medio transmite en la longitud de onda de alta frecuencia. Se ve afectado por cualquier obstáculo que se interponga entre el punto emisor y el punto receptor.

Su aplicación primordial es el enlace entre edificios en donde por alguna razón no se puede efectuar un enlace cableado.

Procesadores de comunicacionesLos procesadores de comunicaciones son elementos de hardware que sirven de interfaz o liga

entre la computadora central y las terminales, microcomputadoras y estaciones de trabajo. Son conocidos comúnmente como multiplexores o concentradores y procesadores front-end.

Multiplexores. La función principal de los multiplexores es concentrar la información que se envía a los dispositivos lentos desde la computadora central y viceversa. Estos dispositivos lentos incluyen terminales, estaciones de trabajo, impresoras, etcétera.

Procesadores front-end. Este procesador, denominado comúnmente procesador de comunicaciones, se encarga de efectuar la liga o interfaz entre el equipo transmisor, que puede ser una estación de trabajo o impresora remota, y el receptor, que puede ser el computador central. Este proceso de comunicación entre los dispositivos y la computadora se efectúa a través de ciertas reglas de comunicación denominadas protocolos de comunicación.

Los protocolos pueden incluir funciones tales como:

• Confirmación de que el dispositivo se encuentra conectado.

• Identificación del dispositivo remoto.

• Verificación e mensajes o retransmisión.

• Recuperación de información cuando ocurren errores.


Tecnologías para acceso a Internet

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El procesador de telecomunicaciones más común es el módem; sin embargo, la mayoría de los equipos de comunicaciones en la actualidad son digitales, por ello existen nuevos tipos de módems y tecnologías de comunicación para conectarse a Internet.

DSL (Digital Subscriber Line). Permite utilizar las líneas telefónicas convencionales, incrementando drásticamente el ancho de banda (velocidad de transmisión). La gran ventaja de esta tecnología y su popularidad se debe a que es capaz de compartir y usar las líneas analógicas de la telefonía convencional. Ésta es la principal tecnología de línea suscrita; sin embargo, existen algunas variantes de la tecnología DSL, enseguida una breve explicación.

• ADSL (Asymetric Digital Subscriber Line). Esta tecnología también utilice las líneas normales telefónicas. La diferencia radica en que utiliza una frecuencia más alta para transmitir la información de Internet que la utilizada para la voz de la red telefónica. Debido a esto, es indispensable instalar un separador de frecuencias (splitter) en el punto de acceso a la red telefónica.

• RADSL (Rate Adaptive Digital Subscriber Line). Es una versión modificada de la tecnología ADSL, en donde la velocidad de transmisión está basada en la calidad de la señal. En la actualidad la mayoría de las tecnologías ADSL son RADSL.

• VDSL, VHDSL (Very High Bit Rate Digital Subscriber Line). Tecnología utilizada normalmente para enlazar a un grupo grande de usuarios a través de fibra óptica, tiene la característica de unirse con redes de cable, pues es una variante del ADSL.

Redes computacionales


Una de las principales ventajas que se logran con las facilidades de comunicación de computadoras, consiste en la creación de redes, las cuales permiten que los recursos computacionales puedan ser compartidos por usuarios que se encuentran en lugares diferentes y distantes.

Una red computacional es simplemente la unión de dos o más computadoras a través de un medio de transmisión. Las redes se clasifican con base a su alcance; es decir, existen redes de área local (LAN, Local Area Network) y redes de área amplia (WAN, Wide Area Network).

La red existente en un edificio o en una escuela es una LAN.

Una red que une la planta de una compañía con el corporativo, ubicado en diferentes puntos de una ciudad, es una WAN.

Redes locales


El concepto de redes locales o LAN es utilizado ampliamente en el contexto de las organizaciones y se refiere a la estructuración de redes cuyos componentes o nodos se encuentran en distancias relativamente cortas, como por ejemplo, dentro de un mismo edificio.

Normalmente, debido a la cercanía de los nodos, la conexión entre ellos suele realizarse utilizando cable coaxial, ópticas o líneas telefónicas. Los elementos que se interconectan pueden ser terminales, estaciones de trabajo, microcomputadoras, minicomputadoras entre sí o un mainframe.

Las redes locales pueden estructurarse de dos formas: conectando todas las computadoras entre sí o teniendo una computadora central a la cual estén conectadas las demás computadoras.

A esta forma de operar y de compartir recursos también se le conoce como redes punto a punto (peer to peer). Cabe mencionar que es el sistema operativo de red el que determina la forma de operar de los nodos de la red. Ejemplos de sistemas operativos de red peer to peer son toda la familia de Windows, 95, 98, 2000 y XP.


En la segunda modalidad se utiliza la filosofía cliente-servidor, en la cual una computadora es la servidora y está pendiente de las solicitudes que le hagan las computadoras cliente para dar respuesta a ellas.

Bajo esta configuración, los clientes dependen del servidor, por lo que también se le conoce como red de servidor dedicado. Los sistemas operativos líderes en este tipo de redes son Netware de Novell, Windows Server System de Microsoft.

Para poder establecer comunicación entre computadoras es necesario que ambas sigan el mismo conjunto de reglas y de procedimientos para controlar el flujo de datos. Tanto el emisor como el receptor deben seguir los mismos procedimientos. A esto se le llama protocolo de comunicación.

Por lo general, las redes locales que existen en las organizaciones siguen diferentes protocolos. Para poder establecer comunicación entre redes locales con diferentes protocolos es necesario utilizar un puente (bridge) o un ruteador. El puente permite conectar redes similares y el ruteador sirve de interfaz entre dos o más redes, lo cual permite crear una WAN.

Redes inalámbricas


El uso de conexiones inalámbricas para la transmisión de datos es cada vez más la forma que utilizarán las empresas para crear redes.

Algunas ventajas residen en el costo de armar una red, la imposibilidad de tener cables en algunas áreas y la facilidad con la que se pueden hacer instalaciones temporales.

*Personal Area Network

Topología de redes

La topología de una red es la forma en que ésta se estructura; es decir, la distribución de los nodos (nodo denota cualquier computadora o dispositivo conectado a la red). Existen cuatro topologías: bus, estrella, anillo y jerárquica (o de árbol). Sin embargo, es preciso mencionar que básicamente las redes pequeñas suelen elaborarse con una sola topología; mientras que en la práctica, normalmente una red corporativa es una combinación de algunas topologías.

• Bus. En esta topología cada nodo está conectado al otro a través de un medio de transmisión común, como puede ser: par trenzado, cable coaxial o fibra óptica. La principal ventaja de esta configuración es la facilidad para agregar nodos a la red, y la desventaja es que la falla de cualquiera de los nodos provoca que la red deje de funcionar.

• Estrella. Esta topología también se conoce como centralizada, ya que el equipo central es el que se encarga de recibir mensajes y de enviarlos a su destino . Cualquier mensaje que se desee enviar debe llegar primero al equipo central y de ahí se distribuye a donde se desee. La principal ventaja de esta topología es la facilidad que brinda para encontrar problemas, como por ejemplo fallas en el cableado. Sin embargo, su principal desventaja es que si el dispositivo central no funciona, toda la red se cae.

• Anillo. En esta topología cada nodo está conectado a otros dos nodos por alguno de los medios de transmisión. Su principal ventaja es la simplicidad, es muy sencillo agregarle nuevos nodos. Su desventaja es que la comunicación entre dos nodos que no son contiguos puede afectar a otros nodos.

• Jerárquica. Esta topología también se conoce como estructura de árbol, debido a que tiene una computadora raíz en el nivel inicial a la cual se enlaza el primer nivel de computadoras conectadas a la red, las cuales están en segundo nivel, de éste se enlazan computadoras al tercer nivel y así sucesivamente, de acuerdo con los requerimientos de la empresa. En esta topología para que la computadora raíz pueda enviar un mensaje a una computadora que está conectada en tercer nivel, es necesario enviarlo primero a la que está en segundo nivel y después a la computadora que debe recibirlo.



Topología de redes

ConectividadEste concepto permite que los diferentes dispositivos de hardware, de

distintas marcas y proveedores, convivan en su espacio computacional, compartiendo accesos a bases de datos y programas internos y de aplicación, lo cual facilita la comunicación horizontal, vertical y exterior de usuarios y ejecutivos que trabajan en la organización.

La comunicación horizontal se realiza entre las diversas áreas de la organización. Por ejemplo, la comunicación entre el departamento de ventas y el de producción para realizar un pronóstico de ventas y, con base en ello, determinar la producción.

La comunicación vertical es la que existe entre la alta administración, los mandos intermedios y la base o nivel operativo de la organización.

La comunicación exterior es la que se lleva a cabo con los proveedores y con los clientes de la organización.


Ejemplos de conectividad


• La posibilidad de que un cliente procese, a través de su microcomputadora (en forma selectiva y controlada), información que se encuentra en las bases de datos de su proveedor, quien tiene un mainframe cuyas bases de datos contienen lo embarques que ha hecho este proveedor a dicho cliente durante el presente mes.

• La posibilidad de que un conjunto de computadoras que se encuentran conectadas en red pueda recibir información capturada a través de lectores automáticos de códigos de barras instalados en las cajas del supermercado.

• La posibilidad de que las compras efectuadas por los clientes en el supermercado sean cobradas a dicho cliente a través de un cargo que se efectúe a su cuenta bancaria o de crédito, en el momento mismo en que se lleve a cabo la compra, con el fin de minimizar el uso de dinero en efectivo por parte de los compradores.

• La posibilidad de que un ejecutivo del departamento de producción maneje, a través de su microcomputadora, información contenida en las bases de datos del departamento de ventas, con el fin de pronosticar un posible programa de producción para el próximo cuatrimestre.

• La posibilidad de que un profesor universitario tenga acceso desde su escritorio a una red mundial que contenga información de algún tema específico con fines académicos o de investigación, accesando bases de datos que se encuentren ubicadas en cualquier parte del mundo.

ConectividadPara lograr lo anterior dentro de las organizaciones se requiere el esfuerzo conjunto

de varios elementos, entre los cuales se pueden mencionar:

• Cultura computacional de los usuarios y ejecutivos, los cuales, en un contexto de conectividad total, tendrán acceso a la computadora central, a computadoras departamentales, computadoras de otras compañías a través de EDI, redes locales y fuentes externas de información en un esquema de transparencia.

• Compatibilidad entre los diversos componentes de hardware que fabrican diferentes proveedores de equipo computacional, incluyendo microcomputadoras, minicomputadoras y mainframes.

• Disponibilidad por parte de los paquetes que manejan bases de datos y demás software para compartir información a través de diversos elementos de hardware y DBMS (Data Base Management System).

• Departamentos adecuados de soporte técnico de informática dentro de las organizaciones que afronten y resuelvan la problemática de administrar el proceso totalmente distribuido dentro de la organización.


Conectividad y Compatibilidad


Para asegurar la compatibilidad entre diferentes equipos, redes y medios de comunicación, la Organización Internacional de Estándares (por sus siglas en inglés ISO: Internacional Standards Organization) ha identificado las funciones que deben realizarse en forma estándar para lograr la comunicación entre diferentes aplicaciones o usuarios. Estas funciones se agrupan en un modelo de referencia para la interconexión entre sistemas abiertos, llamado OSI (por sus siglas en inglés: Open Systems Interconnection) .

El modelo OSI está conformado por siete niveles. Cada uno de estos niveles desarrolla funciones específicas que permiten la transferencia de información entre diferentes dispositivos de comunicación, permitiendo el intercambio de datos entre usuarios o aplicaciones.

• Aplicación: aplicaciones de red del usuario, correo electrónico, transferencia de archivos, etcétera.

• Presentación: define el formato de los datos.

• Sesión: establece el enlace entre los nodos de la red.

• Transporte: se asegura que los datos lleguen a su destino.

• Red: se encarga de direccional los paquetes a lo ancho de la red.

• Enlace de datos: divide los datos en segmentos formando “paquetes” que luego viajarán por el medio seleccionado.

• Físico: transmite los datos en el medio de comunicación.

Aunque el modelo ISO/OSI define las reglas para que dos dispositivos se puedan comunicar, es muy difícil poder encontrar en la industria un producto comercial que implante el modelo tal cual lo marca su definición conceptual.

Los protocolos más comunes para redes locales son SPX/IPX, de Novell, y TCP/IP (protocolo por definición para Internet).

ConectividadPara poder establecer comunicación entre dos nodos de una red, en primer lugar el

nodo emisor debe poder acceder y poner información en el medio que llevará el paquete de datos.

Existen tres técnicas para realizar este proceso:

La técnica de contención o pugna por el medio es de las más utilizadas, pues

las tarjetas de red Ethernet recurren a esta filosofía de operación, en donde básicamente cada vez que un nodo desea usar el medio debe intentar ganarlo a otros nodos de la red.

La técnica de reservación consiste en que el nodo solicita acceso al medio de transmisión y una vez que llegue su turno puede enviar los paquetes de datos.

La técnica de round robin consiste en que hay una “señal o agente” que va visitando cada uno de los nodos de la red y en el momento de pasar por el nodo le da la oportunidad de enviar el paquete de datos. Las tarjetas de red que operan con este enfoque se les conoce como Token-Ring. Asimismo, cabe mencionar que esta técnica fue desarrollada por IBM para operar en redes con topología de anillo.


¡¡¡Gracias!!!


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