5.1 Redes de informacinIntroduccinREDES DE INFORMACIN

IntroduccinLas redes de informacin son esenciales para el desarrollo de las actividades de instituciones, organizaciones y empresas, sin importar su tamao, debido a que el acceso y procesamiento oportuno de la informacin es crucial para lograr los niveles de calidad y productividad que impone la vida moderna.ObjetivosAl concluir esta unidad, el alumno estar en capacidad de: Describir las ventajas de la implementacin de una red Identificar los tipos de red segn el tamao de las mismasContenidos Aspectos generales Historia y evolucin Ventajas de las redes Redes de rea Personal (PAN) Redes de rea Local (LAN) Redes de rea Metropolitana (MAN) Redes de rea Extendida (WAN)Evaluacin"Las lecciones () en esta semana sern evaluadas sobre 10 puntos, lea con atencin los artculos y responda correctamente las preguntas. La nota final ser el resultado de los promedios de los intentos realizados y aparecer automticamente una vez finalizada la leccin, esta actividad ser considerada para su nota de Progreso 1."Tomar en cuenta que para continuar con las dems actividades y recursos del bloque usted deber concluir la actual leccin"

Aspectos GeneralesASPECTOS GENERALES

Qu es una red de computadoras?Una red de computadoras, tambin llamada red de ordenadores o red informtica, es un conjunto de equipos informticos conectados entre s por medio de dispositivos fsicos que envan y reciben impulsos elctricos, ondas electromagnticas o cualquier otro medio para el transporte de datos y as compartir informacin y recursos.Figura 1.Red de computadoras

Objetivos de las RedesSon muchas las organizaciones que cuentan con un nmero considerable de computadores en operacin y con frecuencia alejados unos de otros. Por ejemplo, una compaa con varias sucursales puede tener un computador en cada una de ellas para mantener un seguimiento de inventarios, observar la productividad y llevar la nmina local.

Inicialmente cada uno de estos computadores puede haber estado trabajando en forma aislada de los dems pero, en algn momento, la administracin puede decidir interconectarlos para tener as la capacidad de extraer y correlacionar informacin referente a toda la compaa.

Es decir el objetivo bsico escompartir recursos, hacer que todos los programas, datos y equipos estn disponibles para cualquiera en la red que lo solicite, sin importar la localizacin del recurso y del usuario.Un segundo objetivo es proporcionar unaalta fiabilidad y disponibilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro.

Todos los archivos podran duplicarse en dos o tres mquinas, de tal manera que si una no se encuentra disponible, podra utilizarse alguna de las copias.

Otro objetivo es elahorro econmico y de tiempodebido que proporcionaun poderoso medio de comunicacion entre personas que se encuentran muy alejadas entre s.

Con el empleo de una red es relativamente fcil para dos personas, que viven en lugares separados, escribir un informe juntos.

Cmo funcionan las redes?CMO FUNCIONAN LAS REDES?

En el siguiente video se presenta informacin sobre cmo se transmiten los datos a travs de las redes de informacin:https://youtu.be/0YK3_gg_ZD8Ventajas y desventajas de las redesVENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LAS REDES

Una red bien configurada puede aumentar la productividad y reducir errores en tareas que deben ser compartidas, porque se evita el tener que digitar ms de una vez los mismos datos, y los usuarios pueden obtener de manera instantnea la informacin y resultados que requieran de otros.

Tambin se reducen costos, cuando se comparte una impresora de trabajo pesado o un escner de imagen sofisticado, por ejemplo, ya sea porque su uso es espordico o porque no habra presupuesto para comprar varias de estas mquinas; lo mismo se podra decir de la lnea o servicio de conexin a Internet, ya que, estando los equipos en red, basta una sola conexin con el proveedor para todos.

Una red tambin permite hacer ms fcil y rpido la copia de respaldo (backup) de los programas y archivos del trabajo diario, ya que se puede utilizar para ello un disco duro compartido en otra computadora de la red, en vez de tener que hacer la copia en CDs.

Pero una red no resuelve todos los problemas. Cuando se presenta una falla en una computadora en red que est operando como servidor de archivos (compartiendo carpetas del disco duro) o servidor de impresora, por ejemplo, afecta simultneamente a todos los usuarios que dependen de tal recurso.

Adems, para mantener la red operando y administrar adecuadamente los permisos y recursos, segn las tareas de cada usuario, se requiere que haya una persona con conocimientos mnimos de redes. Y el software para operar compartidamente en red debe cumplir ciertos requisitos de seguridad y de trfico de operaciones que permitan la funcin multiusuario y multitarea, lo cual hace que sea ms costoso que los programas monousuario.

Para que una computadora trabaje en red debe tener una tarjeta interfaz que permita la conexin con el medio de comunicacin de la red (cableado o inalmbrico), un sistema operativo que maneje red (Linux, Unix, Windows, etc.), un protocolo comn (reglas para que haya la comunicacin) y una topologa.ClasificacinCLASIFICACIN DE LAS REDES

Las redes de informacin se pueden clasificar de varias maneras, la clasificacin ms comn es la que hace referencia al tamao,es decir a la extensin fsica en que se ubican sus componentes, desde un aula hasta una ciudad, un pas o incluso el planeta.Por el tamao las redes se clasifican en: Redes de rea Personal (PAN) Redes de rea Local (LAN) Redes de rea Metropolitana (MAN) Redes de rea Extendida (WAN)

Redes de rea PersonalREDES DE REA PERSONAL (PAN)

Las redes de rea personal(PAN, Personal Area Network)son una configuracin bsica llamada as mismopersonaldebido a que estn integradas por dispositivos que estn situados en el entorno personal y local de un usuario, ya sea en la casa, trabajo, automvil, centro comercial, etc. Esta configuracin le permite al usuario establecer una comunicacin con estos dispositivos en cualquier momento de manera rpida y eficaz.Actualmente existen diversas tecnologas que permiten su desarrollo, entre ellas se encuentran la tecnologa inalmbrica Bluetooth o las tecnologas de infrarrojos. Sin embargo para su completo desarrollo es necesario que estas redes garanticen una seguridad de alto nivel, que sean altamente adaptables a diversos entornos, y que sean capaces de proporcionar una alta gama de servicios y aplicaciones.

Figura 2.Ejemplos de dispositivos bluetooth

AplicacionesExisten muchos escenarios de aplicaciones diferentes alrededor de las redes de rea personal: Servicios personales, tales como: Telemonitoreo mdico a pacientes donde este se encuentre. Control de aplicaciones domsticas, como control de temperatura, cierre y apertura de cortinas y ventanas, etc. Servicio en el auto, como lectura de correos electrnicos. Servicios de negocios, tales como: Impresin inalmbrica desde dispositivos porttiles. Rastreo de movimiento de empleados en la oficina. Servicios de entretenimiento Compartir videos y fotografas entre dispositivos Juegos con dispositivos montados en la cabeza (Figura 3)

Figura 3.Ejemplo de una aplicacin (PAN): dispositivo usado sobre la cabeza para jugarCon el advenimiento de ms dispositivos personales inteligentes, como relojes inteligentes y gafa inteligentes se ve un crecimiento de este tipo de red.

Redes de rea LocalREDES DE REA LOCAL (LAN)

Las empresas que recurren a la informtica para satisfacer sus crecientes necesidades de informacin suelen empezar con un nico computador y unos cuantos perifricos, poco a poco se van ampliando los recursos de hardware y software para gestin de la informacin. Esta ampliacin suele llevar asociado un problema de redundancias, tanto de software, datos, hardware, etc., por ejemplo, cada nuevareava a necesitar su propia impresora para imprimir informes (redundancia de hardware), los datos almacenadospor una de las reases muy probable que sean necesarios enotra reade la empresa por lo que ser necesario copiarlos (redundancia de datos), los ordenadores que trabajen con los mismos datos tendrn que tener los mismos programas para manejar dichos datos (redundancia de software).Estos problemas tienen una fcil solucin: laRed de rea Local(LAN, Local Area Network). Una LAN nos va a permitir compartir bases de datos (se elimina la redundancia de datos), programas (se elimina la redundancia de software) y perifricos como puede ser un mdem, una impresora, un escner, etc... (se elimina la redundancia de hardware); poniendo a nuestra disposicin otros medios de comunicacin como pueden ser el correo electrnico y el chat.Figura 4.Red de rea Local

Adems una red de rea local conlleva un importante ahorro, tanto de dinero, ya que no es preciso comprar muchos perifricos, se consume menos papel, y en una conexin a Internet se puede utilizar un nico acceso compartido por varios ordenadores conectados en red; como de tiempo, ya que se logra gestin de la informacin y del trabajo.Aplicaciones

Resumiendo, entre las aplicaciones de una red de ordenadores de rea local tenemos las siguientes: Para compartir perifricos costosos, como son impresoras, plters, mdems o scaners. Paracompartir grandes cantidades de informacin mediante el empleo de gestores de bases de datos en red. Con ello se evita la redundancia de datos y se facilita el acceso y la actualizacin de los datos. La red se convierte en un mecanismo de comunicacin entre los usuarios conectados a ella, ya que permite el envo de mensajes mediante el empleo del correo electrnico. Paraaumentar la eficiencia de los ordenadores, poniendo a disposicin del usuario todo un sistema que hace que las consultas sean ms rpidas y cmodas. Se trata de un sistema completamente seguro, pudiendo impedirse que determinados usuarios accedan a reas de informacin concretas, o que puedan leer la informacin pero no modificarla. El control de los usuarios que acceden a la red lo lleva a cabo el sistema operativo. El control de los usuarios que acceden a la informacin lo lleva a cabo el software que se est empleando.

Figura 5.Beneficios de lasRedes de rea LocalLos sistemas operativos de red intentan dar la sensacin de que los recursos remotos a los que accede el usuario son locales al ordenador desde el cual est trabajando el usuario. Por ejemplo, un usuario puede estar consultando la informacin de una base de datos. El usuario en ningn momento tiene conocimiento de si la informacin a la cual est accediendo se encuentra en su propio ordenador o en otro distinto dentro de su red local o en cualquier otra parte del mundo.

Redes de rea MetropolitanaREDES DE REA METROPOLITANA (MAN)

Una red de rea metropolitana(MAN, Metropolitan Area Network)es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura a un rea geogrfica extensa y proporciona capacidad de integracin de mltiples servicios mediante la transmisin de datos, voz y vdeo, sobre medios de transmisin.

El concepto de red de rea metropolitana representa una evolucin del concepto de red de rea local a un mbito ms amplio, cubriendo reas de una cobertura superior que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexin de diferentes MAN.Una MAN puede ser pblica o privada. Un ejemplo de MAN privada sera un gran departamento o administracin con edificios distribuidos por la ciudad, transportando todo el trfico de voz y datos entre edificios por medio de su propia MAN y encaminando la informacin externa por medio de los operadores pblicos. Aplicaciones de video pueden enlazar los edificios para reuniones, simulaciones o colaboracin de proyectos.Un ejemplo de MAN pblica 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 esta rea geogrfica.Figura 6.Red de rea Metropolitana

Aplicaciones Interconexiones de LANs en un rea urbana. Interconexiones de LANs en un entorno privado de mltiples edificios. Redes de alta velocidad.

Figura 7.Ejemplo de aplicacin de una MAN

Redes de rea ExtendidaREDES DE REA EXTENDIDA (WAN)

Una red de rea extendida (WAN, Wide Area Network) puede ser descrita como un grupo de redes individuales conectadas a travs de extensas distancias geogrficas. Los componentes de una red WAN tpica incluyen: Dos o ms redes LAN independientes. Routers conectados a cada LAN Dispositivos de acceso al enlace (Link access devices, LAD) conectados a cada router.La disponibilidad de una WAN genera nuevas aplicaciones viables, y algunas de ellas pueden ocasionar importantes efectos en la empresa.

Figura 8.Red de rea Extendida

Aplicaciones

Para dar una idea sobre algunos de los usos importantes de redes de ordenadores, se darn tres ejemplos de la utilizacin: El acceso a programas remotos. El acceso a bases de datos remotas. Facilidades de comunicacin de valor aadido. Ejemplo: Videconferencia, VoIP, etc.

Figura 9.Ejemplo de aplicacin

ResumenREDES DE INFORMACIN

A continuacin se resumen la clasificacin de las redes:

Redes de rea Local (LAN). Dentro de oficinas y edificios.

Redes de rea Metropolitana (MAN). Comunican a varios edificios dentro de una misma ciudad, de la misma regin o pas.

Redes de rea Extendida (WAN). Tiene la capacidad de comunicar a todo el mundo.

Figura 9.Clasificacin de las Redes

5.2 Componentes de una redIntroduccinCOMPONENTES DE UNA RED

IntroduccinPara comunicarse entre s los componentes de las redes de informacin deben contener ciertas partes que les permitan cumplir todos sus objetivos de una manera adecuada y eficaz. En esta leccin se citarn todas aquellas partes que se necesitan para el correcto funcionamiento de una red.

ObjetivosDefinir las partes de una red tanto en el aspecto fsico como en el lgico.Contenidos Hardware de red

Topologas de conexin

Medios de transmisin Protocolos de redEvaluacin"Las lecciones () en esta semana sern evaluadas sobre 10 puntos, lea con atencin los artculos y responda correctamente las preguntas. La nota final ser el resultado de los promedios de los intentos realizados y aparecer automticamente una vez finalizada la leccin, esta actividad ser considerada para su nota deProgreso 1.Tomar en cuenta que para continuar con las dems actividades y recursos del bloque usted deber concluir la actual leccin"

Hardware de RedHARDWARE DE RED

En general se tiene una gran variedad de hardware usado en comunicaciones, as por ejemplo: routers, switches, servidores, tarjetas de red, entre muchos otros ms. En esta seccin se explicar la funcin de los dispositivos ms importantes:

Figura 1.Dispositivos de redRoutersROUTERS

Paquete de Datos:Un paquete de datos es la forma en la se envan los datos en ciertas redes como el Internet. Por ejemplo un correo electrnico cuando se enva se divide en varios paquetes de datos que viajan por la red, y en su destino se vuelven a armar para componer el correo electrnico completo.El enrutador, direccionador, ruteador o encaminador es un dispositivo de hardware para interconexin de red de ordenadores. Un enrutador es un dispositivo para la interconexin de redes informticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la mejor ruta que debe tomar el paquete de datos.El ejemplo ms claro que podemos tener, es visualizar el equipo que nuestros proveedores de acceso a Internet han instalado en nuestros domicilios para que podamos conectarnos a la Red Internet.

Figura 2.Ejemplos de routers (empresarial y residencial)SwitchesSWITCHES

El conmutador o switch tiene como funcin interconectar dos o ms segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con ladireccin MACde destino de las tramas en la red.Los switches se utilizan cuando se desea conectar mltiples redes, fusionndolas en una sola. Dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LAN. Como un ejemplo de este tipo de equipo, podemos hacer referencia a los que se observan en los laboratorios de la UDLA. Aqu cada computadora tiene un cable de red, el mismo que confluye o concentra en este tipo de equipo.

Figura 3.Ejemplo de Switch Empresarial

ServidoresSERVIDORES

Un servidor es una computadora que, formando parte de una red, provee servicios a otras computadoras denominadas clientes.

Figura 4.Ejemplo de peticin de servicio a un servidorDentro de los tipos de servidores, los principales son: Servidor de archivos:almacena varios tipos de archivos y los distribuye a otros clientes en la red. Servidor de impresiones:controla una o ms impresoras y acepta trabajos de impresin de otros clientes de la red, poniendo en cola los trabajos de impresin. Servidor de correo:almacena, enva, recibe, enruta y realiza otras operaciones relacionadas con email para los clientes de la red. Servidor proxy:realiza un cierto tipo de funciones a nombre de otros clientes en la red para aumentar el funcionamiento de ciertas operaciones, tambin proporciona servicios de seguridad, o sea, incluye uncortafuegos.Permite administrar el acceso a internet en una red de computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios Web. Servidor web:almacena documentos HTML, imgenes, archivos de texto, escrituras, y dems material Web compuesto por datos (conocidos como contenido), y distribuye este contenido a clientes que la piden en la red. Servidor de base de datos:provee servicios de base de datos a otros programas u otras computadoras, como es definido por el modelocliente-servidor.

Figura 5.Ejemplo de estructura de una red con varios servidores

Tarjetas de redTARJETAS DE RED

Una tarjeta de red o adaptador de red permite la comunicacin entre dispositivos conectados entre s, tambin permite compartir recursos entre dos o ms computadoras (discos duros, impresoras, etc). Hay diversos tipos de adaptadores en funcin de la arquitectura que se utilice en la red pero actualmente el ms comn es del tipoEthernetutilizando un conector RJ-45. Estos adaptadores pueden ser para redes cableadas como inalmbricas.

Figura 6.Tarjeta de red ethernet e inalmbrica

Medios de TransmisinMEDIOS DE TRANSMISIN

Las redes de informacin estn conectadas por algn medio de transmisin por donde pasan las seales entre los equipos. Los ms importantes son: Cable de par trenzado Cable coaxial Fibra ptica

Cable de par trenzadoCABLE DE PAR TRENZADO

Consiste en hilos de cobre aislados por una cubierta plstica y trenzados para disminuir la interferencia.

Figura 12.Cable de par trenzadoEste tipo de medio es el ms utilizado debido a su bajo costo. Puede llegar a velocidades de 10Gbps.

Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsin y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas.

En su forma ms simple, un cable de par trenzado consta de dos hilos de cobre aislados y entrelazados. Hay dos tipos de cables de par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar (UTP) y par trenzado apantallado (STP).Cable coaxialCABLE COAXIAL

Consiste en un cable conductor interno (cilndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable.

Figura 13.Cable coaxialEste cable, aunque es ms caro que el par trenzado, se puede utilizar a ms larga distancia y ofrece una mayor resistencia a las interferencias. Sus inconvenientes principales son: atenuacin,ruido trmico,ruido de intermodulacin.Fibra pticaFIBRA PTICA

Es el medio de transmisin mas novedoso dentro de los guiados y su uso se esta masificando en todo el mundo reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en casi todo los campos.

Figura 14.Fibra ptica

En este medio los datos se transmiten mediante una haz confinado de naturaleza ptica, de ah su nombre, es mucho ms caro y difcil de manejar pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una muy buena eleccin al momento de observar rendimiento, velocidad y calidad de transmisin.

El cable de fibra ptica se utiliza si se necesita transmitir datos a velocidades muy altas y a grandes distancias en un medio muy seguro. No se utiliza si se tiene un presupuesto limitado o si no se tiene el suficiente conocimiento para instalar y conectar los dispositivos de forma apropiada.

Protocolos de RedPROTOCOLOS DE RED

Podemos definir unprotocolocomo el conjunto de normas que regulan la comunicacin (establecimiento, mantenimiento y cancelacin) entre los distintos componentes o equipos de una red informtica.En el siguiente video, que nos habla del Internet, podemo darnos cuenta como funciona un protocolo de red:https://youtu.be/31LE0bPLrhMEntre los principales protocolos tenemos:TCP/IP

Es realmente un conjunto de protocolos, donde los ms conocidos sonTCP(Transmission Control Protocol o protocolo de control de transmisin) eIP(Internet Protocol o protocolo Internet). Dicho conjunto o familia de protocolos es el que se utiliza en Internet.

El protocolo IP permite llevar los datos de un ordenador a otro, sin necesidad de que exista una conexin directa. Cada paquete lleva incluida la direccin del remitente y del destinatario, por lo que puede llegar a trmino movindose por distintas redes, dirigido por enrutadores.

El protocolo TCP es el que se encarga del transporte de los paquetes IP, su secuencia, su identificacion, del control de errores y de su envo tanto en el ordenador origen como en el destino. No es necesario que los paquetes lleguen en el mismo orden o en el mismo tiempo. Si un paquete se pierde, solo es preciso reenviar este, no la totalidad de los datos.

NetBIOS,NetBEUIy AppleTalkExisten otros protocolos de red como son NetBIOS, NetBEUI y Appletalk que son usados para quese comuniquen aplicaciones en diferentes ordenadores dentro de una LAN para compartir archivos e impresoras. Sin embargo el protocolo TCP/IP al ser un estndar abierto ha cubierto la funcionalidad de estos protocolos y es ms utilizado en la actualidad.FTP

Significa por sus siglas en ingls "File Transfer Protocol" y es un protocolo para transferencia de archivos que funciona bajo el protocolo TCP/IP. Gracias a esta protocolo se pueden descargar archivos desde cualquier parte del mundo a nuestro computador a travs del Internet.