domingo, 28 de octubre de 2012

Redes Conmutadas


Consisten en un conjunto de nodos interconectados entre sí, a través de medios de transmisión (cables), donde la información se transfiere encaminándola del nodo de origen al nodo destino mediante conmutación entre nodos intermedios. Una transmisión de este tipo tiene 3 fases:
  •  Establecimiento de la conexión.
  • Transferencia de la información.
  •  Liberación de la conexión.

Se entiende por conmutación en un nodo, a la conexión física o lógica, de un camino de entrada al nodo con un camino de salida del nodo, con el fin de transferir la información que llegue por el primer camino al segundo. Un ejemplo de redes conmutadas son las redes de área extensa.

Tipos


  • Conmutación de Paquetes: es el procedimiento mediante el que cuando un nodo quiere enviar información a otro, la divide en paquetes. Cada paquete es enviado por el medio con información de cabecera. En cada nodo intermedio por el que pasa el paquete se detiene el tiempo necesario para procesarlo.



  •  Conmutación de circuitos: es el procedimiento por el que dos nodos se conectan, permitiendo la utilización de forma exclusiva del circuito físico durante la transmisión. En cada nodo intermedio de la red se cierra un circuito físico entre un cable de entrada y una salida de la red. La red telefónica es un ejemplo de conmutación de circuitos.



Ventajas y Desventajas

Ventajas:
  • Es fácil de instalar
  • Fácil de configurar
  • Bajo coste de mantenimiento
  • Permite servicios suplementarios incluso el acceso a internet.
  • La comunicación con este tipo de líneas es muy amplia debido a que existen mundialmente mas de 600 millones de subscriptores.
  • El costo de contratación es relativamente barato.
  • No se necesita ningún equipo especial, solo un modem y una computadora.
  • El costo depende del tiempo que se use (tiempo medido) y de larga distancia.

Desventajas:
  • La conexión se obstruye cuando contesta una llamada
  • Línea telefónica
  • Cuando se utiliza internet la línea telefónica esta ocupada.
  • Velocidad que ofrece es hasta 56kbps





 Redes Conmutadas

miércoles, 24 de octubre de 2012

Redes Inalambricas


   Es un término que se utiliza en informática para designar la conexión de nodos sin necesidad de una conexión física (cables), ésta se da por medio de ondas electromagnéticas. 

      Una de sus principales ventajas es notable en los costos, ya que se elimina todo el cable ethernet y conexiones físicas entre nodos, pero también tiene una desventaja considerable ya que para este tipo de red se debe tener una seguridad mucho mas exigente y robusta para evitar a los intrusos. En la actualidad las redes inalámbricas son una de las tecnologías más prometedoras.




Tipos:
  • LAN Inalámbrica: Red de área local inalámbrica. También puede ser una Red de área metropolitana inalámbrica.
  • GSM (Global System for Mobile Communications): la red GSM es utilizada mayormente por teléfonos celulares.
  • PCS (Personal Communications Service): es una franja de radio que puede ser usada para teléfonos móviles en EE.UU.
  • D-AMPS (Digital Advanced Mobile Phone Service): está siendo reemplazada por el sistema GSM.
  • Wi-Fi: es uno de los sistemas más utilizados para la creación de redes inalámbricas en computadoras, permitiendo acceso a recursos remotos como internet e impresoras. Utiliza ondas de radio.
  • Fixed Wireless Data: Es un tipo de red inalámbrica de datos que puede ser usada para conectar dos o más edificios juntos para extender o compartir el ancho de banda de una red sin que exista cableado físico entre los edificios.

Clasificación:

     Según su cobertura, se pueden clasificar en diferentes tipos:

WPAN

   Una red inalámbrica de área personal (WPAN) incluye redes inalámbricas de corto alcance que abarcan un área de algunas decenas de metros. Este tipo de red se usa generalmente para conectar dispositivos periféricos (por ejemplo, impresoras, teléfonos móviles y electrodomésticos) o un asistente personal digital (PDA) a un ordenador sin conexión por cables. También se pueden conectar de forma inalámbrica dos ordenadores cercanos. 

Red de área metropolitana WiMAX

    Para redes de área metropolitana se encuentran tecnologías basadas en WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access, es decir, Interoperabilidad Mundial para Acceso con Microondas), un estándar de comunicación inalámbrica basado en la norma IEEE 802.16.

     WiMAX es un protocolo parecido a Wi-Fi, pero con más cobertura y ancho de banda. También podemos encontrar otros sistemas de comunicación como LMDS (Local Multipoint Distribution Service).

WAN

    Es un tipo de red de computadoras capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, proveyendo de servicio a un país o un continente. Un ejemplo de este tipo de redes sería RedIRIS, Internet o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay discusión posible).
Muchas WAN son construidas por y para una organización o empresa particular y son de uso privado, otras son construidas por los proveedores de internet (ISP) para proveer de conexión a sus clientes.



Ventajas y Desventajas

Ventajas:
  • Seguridad
  • Costo de propiedad reducido
  • Fácil configuración para el usuario
  • Instalación simple.
  • Confiable.
  • Escalabilidad.
  • Facilidad de uso.
  • Servidor Web para una administración más fácil.
  • Una aplicación que detecte localidades

Desventajas:
  • Bajo nivel de transmisión de datos
  • Pueden llegar a ser más inseguras, ya que cualquiera cerca podría acceder a la red inalámbrica.

Topología de Red

     Se llama topología de una red al patrón de conexión entre sus nodos, es decir, a la forma en que están interconectados los distintos nodos que la forman.

Tipos
  • Red de Anillo
  Es aquella en donde las estaciones se conectan formando un anillo. Cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Estas tienen un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación del anillo.


  • Red en Árbol
   Es la topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas. Es una variación de la red en bus, la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Se comparte el mismo canal de comunicaciones.

Ventajas:
  • Cableado punto a punto para segmentos individuales.
  • Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.
  • Facilidad de resolución de problemas.
Desventajas:
  • Se requiere mucho cable.
  • La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.
  • Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él.
  • Es más difícil su configuración.
  • Red en Estrella
    Es la topología de red en la cual las estaciones están conectadas directamente al servidor u ordenador y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de él. Todas las paradas están conectadas por separado a un centro de comunicaciones, concentrador o nodo central, pero no están conectadas entre sí.

     Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

Ventajas:

     Si una computadora se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red aquel equipo.
  • Posee un Sistema que permite agregar nuevos equipos fácilmente.
  • Reconfiguración Rápida.
  • Fácil de prevenir daños y/o conflictos.
  • Centralización de la red.
  • Esta red es de costo económico.
Desventajas:
  • Si el Hub (repetidor) o switch central falla, toda la red deja de transmitir.
  • Es costosa, ya que requiere más cable que las topologías bus o anillo.
  • El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.

  • Red en Malla
    Es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.

Funcionamiento:

     Esta red puede funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de los nodos evitan el paso por ese punto. En consecuencia, la red malla, se transforma en una red muy confiable.

     Una red con topología en malla ofrece una redundancia y fiabilidad superiores. Aunque la facilidad de solución de problemas y el aumento de la confiabilidad son ventajas muy interesantes, estas redes resultan caras de instalar, ya que utilizan mucho cableado. Por ello cobran mayor importancia en el uso de redes inalámbricas (por la no necesidad de cableado) a pesar de los inconvenientes propios de las redes sin hilos.

     En muchas ocasiones, la topología en malla se utiliza junto con otras topologías para formar una topología híbrida. Una red de malla extiende con eficacia una red, compartiendo el acceso a una infraestructura de mayor porte.

Ventajas:
  • Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.
  • No puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones.
  • Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores.
  • Si falla un cable el otro se hará cargo del tráfico.
  • No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento.
  • Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos.
  • Si desaparece no afecta tanto a los nodos de redes.
Desventajas:

     El costo de la red puede aumentar en los casos en los que se implemente de forma alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso de más recursos.

     En el caso de implementar una red en malla para atención de emergencias en ciudades con densidad poblacional de más de 5000 habitantes por kilómetro cuadrado, la disponibilidad del ancho de banda puede verse afectada por la cantidad de usuarios que hacen uso de la red simultáneamente; para entregar un ancho de banda que garantice la tasa de datos en demanda y, que en particular, garantice las comunicaciones entre organismos de rescate, es necesario instalar más puntos de acceso, por tanto, se incrementan los costos de implementación y puesta en marcha.


  • Red Mixta

    Son aquellas en las que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías: bus, estrella o anillo. 

    En una topología mixta, se combinan dos o más topologías para formar un diseño de red completo. Raras veces, se diseñan las redes utilizando un solo tipo de topología.

Ventaja:
Combina las cualidades de las otras redes, por ejemplo: la economía, práctica, entre otros.

Desventajas:
Puede llegar a ser difícil de configurar, dependiendo la complejidad de las redes a combinar.


  • Red Totalmente Conexa
     La red totalmente conexa es una topología muy eficaz ya que esta unida totalmente todos los nodos aquí se muestra las topologías que al unirlas nos da una totalmente conexa.

Ventajas:
  • Robustez ante fallas.
  • Privacidad y seguridad.
Desventajas:
  • Dificultad en la instalación.
  • Puede llegar a representar costos altos.

  • Red en Bus
     Red cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones en la cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre si.

  • Híbridas
     Es una de las más frecuentes y se deriva de la unión de varios tipos de topologías de red, de aquí el nombre de híbridas.. Ejemplos de topologías híbridas serían: en árbol, estrella-estrella, bus-estrella, entre otros.

     Su implementación se debe a la complejidad de la solución de red, o bien al aumento en el número de dispositivos, lo que hace necesario establecer una topología de este tipo. Las topologías híbridas tienen un costo muy elevado debido a su administración y mantenimiento, ya que cuentan con segmentos de diferentes tipos, lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la conectividad deseada.

    El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de redes híbridas.
  • Anillo en estrella:
    Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.
  • “Bus" en estrella:
    El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.



  • Estrella jerárquica:
    Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada par formar una red jerárquica.

Componentes Físicos de una Red


  • Tarjeta de red

   Es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectado entre si y también permite compartir recursos entre dos o mas  computadoras (disco duros, CD-ROM, impresora, entre otros). A las tarjetas de red también se le llama NIC (tarjeta interfaz de red).

Funciones de tarjetas de red

     Son ocho las funciones de la NIC:
  • Comunicaciones de host a tarjeta, la información que reside en la memoria o en el disco duro pasa a la tarjeta en forma de tramas.
  • Buffering, almacenamiento de la información para el posterior traspaso de esta a través de los cables de red o mediante medios inalámbricos.
  • Formación de paquetes, agrupar los datos de una forma entendible y transportable.
  • Conversión serial a paralelo
  • Codificación y decodificación, codifica las señales de los cables que son bits 1 o 0 a señales entendibles por la tarjeta de red.
  • Acceso al cable, conector que posibilita el acceso al cable de red, estos conectores pueden ser mediante RJ-45 o BNC
  • Saludo, petición de escucha que se hace a la red para proceder a transmitir datos.
  • Transmisión y recepción., envió y recepción de datos.

     Estos pasos hacen que los datos de la memoria de una computadora pasen a la memoria de otra.

Características generales de la tarjeta de red:
  • Están diseñadas para ciertos tipos de estándares de redes, por lo que tienen una velocidad máxima de transmisión de datos  en bits por segundo (bps) acorde al estándar.
  • Tienen uno ó varios puertos para la conexión de los cables hacia los concentradores ó hacia otras computadoras.
  • Cuentan con un conector especial en su parte inferior que permite insertarlas en las ranuras de expansión de la tarjeta principal.
  • Pueden convivir con las tarjetas de red integradas en la tarjeta principal, se puede tener acceso a redes de manera independiente, no hay límite de tarjetas de red conectadas en una computadora.
  • Compiten actualmente contra las tarjetas para red inalámbricas, las cuáles ofrecen muchas ventajas con respecto al uso de cables y puertos físicos.



  • Cableado     

    Es el sistema colectivo de cables, canalizaciones, conectores, etiquetas, espacios y demás dispositivos que deben ser instalados para establecer una infraestructura de telecomunicaciones genérica en un edificio o campus.


Tipos de Cableabos:

  • Cable de Par Trenzado

   Es un medio de conexión usado en telecomunicaciones en el que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cables adyacentes. Fue inventado por Alexander Graham Bell.

      El Cable Par Trenzado se divide en dos Categorias las Cuales son:

  • Cable de par trenzado sin apantallar (UTP):

    Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.

       La calidad del cable será lo que el que influya directamente en la calidad de los datos que transcurra por los cables. Las calidades de los cables van desde el cable de telefónico (par de cables para voz), al cable de nivel 5 que es capaz de transferir tasas de 100 MBits/s.

Conector UTP:

      El estandar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estandar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este estandar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

  • Cable de par trenzado apantallado (STP):

     Se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión sin blindaje y su impedancia es de 150 Ohmios.

  • Cable Coaxial:

      Es un cable que tiene diferentes capas, en el centro tiene un cable de cobre fino que es el que transmite los datos, en la siguiente capa tiene una protección de plástico que aísla del apantallado del cable, este apantallamiento que tiene el cable aísla de posibles interferencias externas.

    La instalación del cable coaxial es más complicada que el UTP, este tiene una alta resistencia a las interferencias electromagnéticas. Por otra parte con este tipo de cable se pueden hacer redes con mayores distancias que con que con el UTP. Existen dos tipos de cable coaxial, el fino y el grueso conocidos como thin coaxial y thick coaxial.

Conector para cable coaxial:

     El mas usado es el conector BNC. BNC son las siglas de Bayone-Neill-Concelman. Los conectores BNC pueden ser de tres tipos: normal, terminadores y conectores en T.


  • Cable de fibra óptica:

     Es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Conectores para fibra óptica:

     El conector de fibra óptica más utilizado es el conector ST. Tiene una apariencia similar a los conectores BNC. También se utilizan, cada vez con más frecuencia conectores SC, de uso más fácil.

  • Módem

   Es un dispositivo de hardware que se conecta con tu ordenador y a una línea telefónica. Generalmente, hay tres tipos de módem: externos, tarjetas PC, e internos. Su función es enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora.




  •  Router


    Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar sub-redes, entendiendo por sub-red un conjunto de máquinas IP que se pueden comunicar sin la intervención de un router (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

  • HUB O CONCENTRADO

   Es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.




  • GATEWAY

   Es un dispositivo que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red al protocolo usado en la red de destino.



Cuadro de Perturbaciones que se producen en la comunicación de datos

Perturbaciones
de comunicación de Datos
Ruido
Distorsión Por Retardo
Atenuación




Definición
Se denomina ruido a toda señal no deseada que se mezcla con la señal útil que se quiere transmitir. Es el resultado de diversos tipos de perturbaciones que tiende a enmascarar la información cuando se presenta en la banda de frecuencias del espectro de la señal, es decir, dentro de su ancho de banda.
Ocurre cuando una señal se retrasa más a ciertas frecuencias que a otras. Si un método de transmisión de datos comprende datos transmitidos a dos frecuencias distintas, los bits transmitidos a una frecuencia pueden viajar ligeramente más rápido que los transmitidos en la otra.
Ocurre cuando las altas frecuencias pierden potencia con mayor rapidez que las frecuencias bajas durante la transmisión, lo que puede hacer que la señal recibida sea distorsionada por una pérdida desigual de sus frecuencias componentes. La pérdida de potencia está en función del método y medio de transmisión. Además, la atenuación aumenta con la frecuencia e inversamente con el diámetro del alambre.





Clases
Ruido térmico: debido a la agitación térmica de electrones dentro del conductor.
Ruido de intermodulación: cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión.
Diafonía: se produce cuando hay un acoplamiento entre las líneas que transportan las señales.
Ruido impulsivo: se trata de pulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan a la señal.
Existe una única perturbación por Distorsión por retardo.
Existe una única perturbación por atenuación.





Solución
El método tradicional es minimizar el ancho de banda de la señal. A menos espacio del espectro que ocupe la señal, menor el ruido que para a través de los circuitos receptores. Aunque, reduciendo el ancho de banda limita la velocidad de los datos que pueden ser transmitidos. Los más recientes desarrollos minimizan el efecto del ruido con el llamado proceso digital de la señal. Utilizando fibra óptica, que es mucho menos susceptible al ruido.
Para atenuar este problema se usan técnicas de ecualización.

Existe un dispositivo llamado igualador (o ecualizador) que compensa tanto la atenuación como la distorsión por retraso. Debido a que en medios guiados, la velocidad de propagación de una señal varía con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por tanto las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor.
Este problema se evita con estaciones repetidoras que refuercen la señal cuando sea necesario La energía de una señal decae con la distancia, por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor y además, el ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original (para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores). Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia, las señales analógicas llegan distorsionadas, por lo que hay que utilizar sistemas que le devuelvan a la señal sus características iniciales (usando bobinas que cambian las características eléctricas o amplificando más las frecuencias más altas.

Cuadro de las Señales Analógicas y Digitales (Definición y Características)





SEÑALES ANALÓGICAS

Definiciones
Características
Es un voltaje o corriente que varía suave y continuamente. Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia.

Los voltajes de la voz y del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz que corresponden a la información que se está transmitiendo.

ü  Se transmite sin importar su contenido
ü  Puede provenir de datos digitales o analógicos.
ü  Presentan atenuación y por lo tanto la señal debe ser amplificada.
ü  Uso de amplificadores para mejorar la señal.
ü  También amplifica el ruido.



LAS SEÑALES DIGITALES
No varían en forma continúa, sino que cambian en pasos o en incrementos discretos. La mayoría de las señales digitales utilizan códigos binarios o de dos estados.
ü  Dependiente del contenido
ü  Integridad en peligro debido al ruido, atenuación, Entre otros.
ü  Uso de repetidores para resolver la atenuación.
ü  Repetidor recibe la señal
ü  Extrae el patrón de bits
ü  Lo retransmite
ü  El ruido no es amplificado.