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Historia y Conceptos Generales
Definción, Clasificación de Redes y Topologías
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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
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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
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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
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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.
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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)
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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
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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...)
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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, ...)
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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)
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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
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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)
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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
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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
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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
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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
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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.
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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
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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)
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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)
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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...
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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
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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
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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
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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
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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
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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
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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)
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Red Lan
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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)
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Red MAN
Bus A
Bus B
Dirección en el flujo del bus A
Dirección en el flujo del bus B
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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
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Red WAN
Subred
enrutador
Red Local
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Topologías para las Subredes
Estrella Anillo Árbol
CompletamenteConectada
Intersección de Anillos Irregular
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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