En la siguiente investigación se tratará de resumir las redes de computadoras que existen, sus características, aspectos y sus topologías, etc.
DEFINICIÓN
La palabra red tiene muchas definiciones. Aplicado a la computación, una red es un modo de conectar a las computadoras para comunicarlas, compartir sus recursos y compartir información.
Los cuatro beneficios más importantes de las redes son los siguientes: permiten el acceso simultáneo a programas de información muy importantes, permiten que las personas compartan los periféricos, hacen más eficaz la comunicación personal y facilitan el proceso de respaldo.
Una red de computadoras es, entonces, un grupo de computadoras interconectadas entre sí, que pueden compartir recursos e información.
CLASIFICACIÓN DE LAS REDES
Para comprender los diferentes tipos de redes y cómo funcionan, es importante saber algo acerca de cómo pueden estructurarse.
Las redes se pueden clasificar por
a) Distribución geográfica: Esta es la forma de clasificación más común, que se da tomando en cuenta el área que abarca la red. Estas pueden ser:
*WAN
*LAN
*WLAN
*MAN
*TAN
*VPN
*PAN
*WPAN
*CAN
b) Agrupación de tareas: Es la forma en la que se distribuyen las tareas realizadas dentro de la red. Aquí, podemos identificar este tipo de redes:
• Mainframe (supercomputador): redes en las cuales las tareas las realiza una sola gran computadora de una forma centralizada.
• Cliente - servidor: las tareas de la red son llevadas a cabo por algunas de sus computadoras. El resto de las computadoras que acceden a esos servidores se denominan clientes.
• Máquinas igualitarias: En este caso, todas las máquinas de la red tienen la misma categoría.
Ahora veremos con mas detalle estas clasificaciones:
REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
Las redes de área local, generalmente llamadas LAN (local area networks), son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio o campus de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir recursos e intercambiar información. Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por tres características: (1) su tamaño, (2) su tecnología de transmisión y (3) su topología.
Las LAN están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión el peor caso está limitado y se conoce de antemano. Conocer este limite hace posible usar ciertos tipos de diseños que de otra manera no serían prácticos, y también simplifican la administración de la red.
Las LAN a menudo usan una tecnología de transmisión que consiste en un cable sencillo al cual están conectadas todas las máquinas, como las líneas de las compañías telefónicas que solían usarse en áreas rurales. Las LAN tradicionales operan a velocidades de
Las LAN de transmisión pueden tener diversas topologías, esto es, el acomodo físico de los cables que conecta los nodos de la red. Existen tres tipos de topologías básicas: de canal, de estrella y de anillo. Los diseñadores de redes toman en cuenta una serie de factores para determinar qué topología o combinación de topologías se va a usar. Entre los factores considerando están usando el costo de los componentes y los servidores requeridos para instalar la red, la distancia entre cada computadora y la velocidad con la que la información debe viajar por la red.
REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)
Una red de área amplia, o WAN (wide area network), se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (es decir, de aplicación) llamadas hosts. El término sistema terminal (end system) se utiliza también ocasionalmente en la literatura. Los hosts están conectadas por una subred de comunicación.
En casi todas las WAN, la red contiene numerosos cables o líneas telefónicas, casa una conectada a un par de enrutadores.
Cuando se utiliza una subred de punto a puno, una consideración importante es la topología de interconexión del enrutador. Las redes locales típicamente tienen una topología simétrica, mientras que las de área amplia las tienen irregulares.
Las WAN también utilizan sistemas de satélite o de radio en tierra. Todos los enrutadores pueden oír las salidas enviadas desde el satélite y algunas pueden oír las transmisiones hacía el satélite. Por su naturaleza, las redes de satélite
Una red inalámbrica es un tipo especial de red de área local en la que los equipos se pueden conectar a través de ondas electromagnéticas o d puertos que utilizan infrarrojos, evitando de este modo la necesidad de cablear los edificios.
Las redes inalámbricas más extendidas emplean tarjetas de red conectadas a pequeñas antenas que realizan las funciones de un transmisor/receptor de radofrecuencia y que se conectan a un “punto de acceso a la red”.
REDES PRIVADAS VIRTUALES (VPN)
Una Red Privada Virtual (Virtual Private Network –VPN-) es un sistemade telecomunicaciones que consite en una red de datos restringida a un grupo cerrado de usuarios, que se construye emplendo en parte o totalmente los recursos de una red de acceso público, es deir, es una extensión de la red privada de una organización usando una red de carácter público.
Una red privada virtual constituye una alternativa económica y flexible para ka conexión de teletrabajadores, empleados móviles y oficinas y delegaciones remotas a la red local central de una empresa.
Este tipo de redes tienen dos tipos de accesos, los dedicados (mediante líneas dedicadas punto a punto, enlaces Frame Relay, enlaces ATM, etc.) y los conmutados (a través de la red telefónica básica).
REDES DE ÁREA METROPOLITANA (MAN)
Una red de área metropolitana, o MAN (metropolitan area network) es básicamente una versión mas grande de una red LAN y normalmente se basa en una tecnología similar. Podría abarcar un grupo de oficinas corporativas cercanas o una ciudad y podría ser privada o pública. Una MAN pude manejar datos y voz, e incluso podría estar relacionada con la red de televisión por cable local. Una MAN sólo tiene uno o dos cables y no contiene elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias líneas de salida potenciales. Al no tener que conmutar, se simplifica el diseño.
La principal razón para distinguir las MAN como una categoría especial es qu se ha adoptado un estándar para ellas, y este estándar ya se está implementado: se llama DQDB (distributed queue dual bus, o bus dual de cola distribuida). Cada bus tiene una cabeza terinal, un dispositivo que inicia la actividad de transmisión.
Un aspecto clave de las MAN es que hay u medio de difusió (dos cables) al cual se conectan todas las computadoras. Esto simplifica el diseño comparado con otros tipos de redes.
REDES DE ÁREA DIMINUTA (TAN)
Las redes de área diminuta se refieren a redes locales muy pequeñas, quizá de dos, tres o cuatro nodos. Por ejemplo, las TAN se utilizan mucho en la computación casera. Permiten compartir recursos (impresora, módem, archivos) entre
RED DE ADMINISTRACIÓN PERSONAL (PAN)
La red de administración personal (PAN) son redes pequeñas, las cuales están conformadas por no más de 8 equipos, por ejemplo: café Internet. El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los dispositivos personales de ellos mismos (comunicación del intrapersonal), o para conectar con una red de alto nivel y el Internet (un up link). Las redes personales del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como USB y FireWire,
RED INALÁMBRICA DE ÁREA PERSONAL (WPAN)
Wireless Personal Área Networks, Red Inalámbrica de Área Personal o Red de área personal o Personal área Network es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a Internet, teléfonos célulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Estas redes normalmente son de unos pocos metros y para uso personal, así como fuera de ella.
RED DE ÁREA CAMPUS (CAN)
CAN: Campus Area Network, Red de Area Campus. Una CAN es una colección de LAN dispersadas geográficamente dentro de un campus (universitario, oficinas de gobierno, maquilas o industrias) pertenecientes a una misma entidad en una área delimitada en kilómetros. Una CAN utiliza comúnmente tecnologías tales como FDDI y Gigabyte Ethernet para conectividad a través d e medios de comunicació tales como fibra óptica y espectro disperso.
REDES MAINFRAME (SUPERCOMPUTADOR)
Este tipo de red se compone de una computadora central (mainframe o supercomputador) y de terminales conectadas a ella. La computadora central tiene como labor la totalidad de las tareas de procesamiento que se desarrollan en la red y, además, el almacenamiento masivo de toda la información existente. Para ello, el mainframe está formado p or un hardware muy potente, como ser el uso de varios procesadores (CPU, unidades centrales de proceso) y un sistema de almacenamiento masivo muy voluminoso, además de mucha memoria RAM.
Las terminales están conectadas al mainframe central, y tienen un teclado y un monitor. Las tareas en este tipo de red se limitan a la entrada y salida de datos a través del teclado y monitor respectivamente. No tienen la capacidad de procesar ni memorizar información, pues no tienen procesador CPU ni memoria de almacenamiento. El teclado es empleado por los usuarios para transferir datos y decisiones al mainframe, y éste, a su vez, envía los resultados al monitor de la terminal. Otro dato que caracteriza a este tipo de red es que los usuarios de las terminales pueden utilizar únicamente el software de la computadora central.
REDES CLIENTE-SERVIDOR
Las redes cliente-servidor tienen dos componentes básicos:
• Cliente: una computadora es un cliente cuando usa recursos (unidades de disco, impresoras, módem, etc.) e información (archivos, carpetas, programas, etc.) de otras computadoras de la red.
• Servidor: una computadora es un servidor cuando tiene como única función ofrecer sus recursos e información a cualquier otra PC de la red. Generalmente es mucho más potente que el resto de las computadoras de la red.
Los clientes pueden realizar tareas totalmente independientes del servidor y usar los recursos de éste cuando realmente lo requieran.
El tamaño de una red cliente-servidor puede ir desde un solo cliente y un único servidor, hasta millones de clientes y miles de servidores, como es el caso de Internet.
Por supuesto, la cantidad de clientes es mayor a la cantidad de servidores.
REDES DE MÁQUINAS IGUALITARIAS (PUNTO A PUNTO)
Este es el caso de dos o más PCs interconectas sin el empleo de un servidor. En una red con máquinas igualitarias, cualquiera de las PCs puede actuar simultáneamente como servidor y cliente, es decir, puede proporcionar recursos –unidades de disco, carpetas, archivos, impresoras, etc. a otras máquinas de la red (actuando, en este caso, como un pequeño servidor) y, al mismo tiempo, puede usar recursos de otras PCs de la red (actuando como cliente). Ade más, permite al usuario que está sentado en ella trabajar sobre sus propios recursos (archivos, impresora, etc.).
TOPOLOGÍAS
Las topologías se refieren a la forma en que esta diseñada la red, físicamente o lógicamente. Dos o más dispositivos se conectan a un enlace; dos o más enlaces forman una topología. La topología de una red es la representación geométrica de la relación entre todos los enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denominados nodos).
Hay los tipos de topologías básicas que consideraremos: MALLA, ESTRELLA, ÀRBOL, BUS Y ANILLO entre otras más.
BUS (lineal o canal)
Una topología de bus, como el bus mismo de una computadora, es un solo conducto al cual están unidos todos los nodos de la red y los dispositivos periféricos. Los nodos en un tipo de red de bus, Ethernet, transmiten información en cualquier momento a pesar de que otra información se esté envian do por otros nodos. Si un bloque de datos choca con otro que fue transmitido por otros nodos, cada nodo espera al azar un cierto tiempo y luego intenta de nuevo enviar la información.
A pesar de q la topología de bus es una de las más comunes, tiene desventajas inherentes. Evitar que choquen las transmisiones de datos requiere de circuitos y software extra, y una conexión rota puede derribar o “estrellar” toda la red o parte de ella volviéndola inoperable, de manera que los usuarios no puedan intercambiar información ni periféricos hasta que la conexión sea reparada.
Las primeras redes Ethernet basadas en cable coaxial empleaban esta disposición del cable t presentaban el problema de que una rotura en cualquier parte del cable provocaba una “caída” de toda la red.
MALLA
En una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta. Por tanto, una red en malla completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales físicas para enlazar n dispositivos. Para acomodar tantos enlaces, cada dispositivo de la red debe de tener n-1 puertos de entrada/salida.Una malla ofrece varias ventajas sobre otras topologías de red. En primer lugar, el uso de los enlaces dedicados garantiza que cada conexión sólo debe transportar la carga de datos propia de los dispositivos conectados, eliminando el problema que surge cuando los enlaces son compartidos por varios dispositivos.
En segundo lugar, una topología en malla es robusta. Si un enlace falla, no inhabilita todo el sistema.
Otra ventaja es la privacidad o la seguridad. Cuando un mensaje viaja a través de una línea dedicada, solamente lo ve el receptor adecuado. Las fronteras físicas evitan que otros usuarios puedan tener acceso a los mensajes.
Finalmente los enlaces punto a punto hacen que se pueda identificar y aislar los fallos más fácilmente. El tráfico se puede encaminar para evitar los enlaces de los que sospecha que tienen problemas. Esta facilidad permite que el gestor de red pueda descubrir la localización del fallo y ayudar a buscar sus causas y posibles soluciones.
Las principales desventajas de las mallas se relacionan con la cantidad de cable y el número de puertos de entrada y salida necesarios. En primer lugar la instalación y la reconfiguración de la red es difícil, debido a que cada dispositivo debe de estar conectado a cualquier otro. En segundo lugar las masa de cables puede ser mayor que el espacio disponible para acomodarla (en paredes, techos y suelos), y finalmente el hardware necesario para conectar cada enlace puede ser prohibitivamente caro, por estas razones la topologías en mallas se suelen instalar habitualmente en entornos reducidos, por ejemplo, en una red troncal que conecte las computadoras principales de una red hibrida que puede incluir varias topologías más.
ESTRELLA
Una red en estrella sitúa un eje en el centro de los nodos de la red. Los grupos de información son enrutados a través del eje central hacia su destino. Este esquema tiene la ventaja de que monitorea el tráfico y previene colisiones, y de que una conexión rota no afecta al resto de la red. Pero si pierde el eje central, toda la red se viene abajo.
ANILLO
La topología de anillo conecta los nodos de la red en una cadena circular en la cual cada nodo está conectado al siguiente. El último nodo e la cadena se conecta al primero para completar el anillo.
Con esta metodología, cada nodo examina la información enviada a través del anillo. Si la información no está dirigida al nodo que se encuentra examinándola, ese nodo la entrega al siguiente nodo en el anillo.
La topología de anillo posee una ventaja sustancial sobre la topología de canal: no hay riesgo de colisiones porque la información fluye siempre en una dirección. Una desventaja del anillo, sin embargo, es que si una conexión se rompe, toda la red se cae.
ARBOL
La topología en árbol es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conectan al concentrador central.
El controlador central del árbol es un concentrador activo. Un concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo de hardware que genera los patrones de bits recibidos antes de retransmitirlos. Retransmitir las señales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal.
Los concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos. Un concentrador pasivo proporciona solamente una conexión física entre los dispositivos conectados.
Las ventajas y las desventajas de la topología en árbol son generalmente las mismas que las de una estrella. Sin embargo, la inclusión de concentradores secundarios tiene dos ventajas más. Primero, permite que se conecten más dispositivos a un único concentrador central y puede, por tanto, incrementar la distancia que puede viajar la señal entre dos dispositivos. Segundo, permite a la red aislar y priorizar las comunicaciones de distintas computadoras. Por ejemplo, las computadoras conectadas a un concentrador secundario pueden tener más prioridad que las computadoras conectadas a otro concentrador secundario. De esta forma, los diseñadores de la red y el operador pueden garantizar que los datos sensibles con restricciones de tiempo no tienen que esperar para acceder a la red.
La tecnología de TV por cable es un buen ejemplo de topología en árbol, ya que el cable principal, que sale de las instalaciones centrales, se divide en grandes ramas y cada rama se subdivide en otras más pequeñas hasta que se llega a los consumidores finales. Los concentradores se usan cada vez que se divide el cable.
En la práctica, rara vez se encuentra una forma pura de cualquiera de estas tres topologías básicas. La mayoría de las redes son híbridas, esto es, combinaciones de las tres topologías básicas.
CONCLUSIÓN
Las redes de computadoras son muy importantes, ya que nos permiten facilitarnos el acceso de muchos de los recursos de nuestras computadoras. Ayudan también a la obtención de información y al envío de esta. También facilitan la comunicación a grandes distancias, y además ayudan a compartir varios periféricos entre redes pequeñas.
Es importante saber manejar las redes que están a nuestra disposición para que así podamos sacarles provecho. También debemos aprender a cuidarlas y utilizarlas de una forma adecuada.
Fuentes Bibliográficas
*Gómez Vieites, Álvaro(2003) Redes de Computadoras e Internet, 1era Edición, Alfaomega/RA-MA.
*Long, Larry; Long, Nancy (1999) Introducción a las computadoras y a los sistemas de información, 4ta Edición, PRENTICE HALL.
*Norton, Peter (2000) Introducción a la Computación. McGraw-Hill
*S. Tanenbaum, Andreu. (2003) Redes de Computadoras. Pearson Education
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