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Introducción


Conceptos básicos de Electricidad

  • En primer lugar vamos a estudiar o repasar algunos conceptos básicos de electricidad:

Ley de Ohm:  Entendiendo el voltaje o tensión eléctrica resultante de la resistencia por la intensidad existentes entre ellos.

formula3

180px-Polaridad

La intensidad de corriente en una sección de un conductor se define como la carga eléctrica (Q) que atraviesa la sección en una unidad de tiempo (t).

formula1 Si la intensidad es constante entonces   formula2

Voltio: unidad de potencial eléctrico y fuerza electromotriz (V).

Ohmio: unidad de resistencia eléctrica(Ω).

Faradio: unidad de capacidad eléctrica (F).


Conceptos básicos sobre redes

  • Vamos a definir o repasar algunos conceptos básicos y necesarios para entender una red y sus características:

Definición de medio: Lugar por el que viajan los datos de un dispositivo a otro.

Medio Guiado: En un medio guiado las ondas son conducidas a través de un camino físico, los medios guiados son los que utilizan un cable. Como ejemplo de medios guiados tenemos:

  • Cable coaxial.
  • La fibra óptica.
  • Par trenzado.

Medio no Guiado: el medio solo proporciona un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las guía. La comunicación de datos en medios no guiados utiliza principalmente:

  • Señales de radio
  • Señales de microondas
  • Señales de rayo infrarrojo
  • Señales de rayo láser

Definición de Red: conjunto de dispositivos conectados por medio de cables, señales, ondas o cualquier otro método de transporte de datos, que comparten información, recursos y servicios, etc.

Protocolo: Conjunto de normas a aplicar entre dos agentes (dispositivos) para que se comuniquen entre si.

Dispositivo: Cualquier aparato que puede ser conectado a una red.

Host: En la mayoría de los casos, casi siempre suele significar “ordenador”.

Medio de transmisión: Lugar por donde viaja la información. Entre los medios podemos distinguir varios tipos:

  • Medio compartido: cuando el agente transmisor NO es único.
  • Medio no compartido: sólo los usa un único agente.
Enlace: Canal de comunicación establecido entre dos dispositivos. Pueden ser lógicos o físicos. Un enlace físico implica la utilización practica de un medio para realizar la transmisión entre dispositivos (canales de comunicación abiertos). Los enlaces físicos pueden clasificarse, atendiendo a si el medio es o no compartido, en:
  • Enlace dedicado: También conocido como punto a punto. Ej: El ADSL.
  • Enlace compartido: Como en el medio, es compartido por varios dispositivos. Ej: El teléfono.

De acuerdo con la dirección en que la información puede enviarse a través de un enlace, estos pueden clasificarse en:

Dúplex(más comunmente llamado full-duplex): Es cuando la información puede transmitirse, por el mismo enlace, en ambos sentidos a la vez. Ej: Dos barcos transmitiendo señales de luz.

Semi-dúplex: Es cuando la información se puede transmitir en ambas direcciones, pero no a la vez, es decir que los agentes que une el enlace debe alternarse en su uso. Ej: Dos personas hablando entre sí.

Simplex: Cuando la información sólo puede enviarse en un sentido, de forma que el agente que la recibe no puede responder. Ej: Una radio emitiendo música.

Clasificación de las redes atendiendo a su extensión:

Red local: Mas conocida como LAN (Local Area Network), en la cual su característica principal es su tamaño, la cual se puede ver reducida por su pequeño tamaño. Ej: Un edificio.

Red metropolitana: También conocida por MAN (Metropolitan Area Network), y tal y como indica su nombre se ve limitada a una ciudad. Ej: En una ciudad y limitada a ésta, varias centralitas interconectadas entre si, formando una red.

Red amplia: También conocida por WAN (Wide Area Network), en su definición de amplia se define su tamaño. Ej: Podríamos poner Internet, aunque no es la única red WAN. Otro podría ser una empresa que une sus sucursales en varias islas, cubriendo mucho mas espacio.

Topología: Es una parte de las matemáticas que estudia las similitudes entre las relaciones de las estructuras. En toda topología hay que definir que representan cada vértice y cada arista. Ej: En la topología física definiremos que los vértices son dispositivos y las aristas son los cables que los unen entre si.

esquema

En la figura superior, puede verse que son totalmente equivalentes en su estructura, ya que contienen el mismo nº de vértices y el mismo nº de aristas.

Existen varios tipos de topologías:

  • Topología en bus: Un ejemplo claro de esta topología es la red eléctrica o el tendido de farolas de una calle. En realidad en el sector de las redes informáticas ya no tiene uso.

Bus

  • Topología en anillo: Suele ser la mas utilizada en la actualidad, sobre todo en redes WAN. Otra variante es la de doble anillo que le da mas seguridad ya que si uno de los anillos se rompiese, la información continuaría por el siguiente anillo.

AnilloDoble anillo

  • Topología en malla: Fue impulsada por los militares y define como una interconexión total, o sea todos están conectados con todos, por lo que si un enlace se rompe la información no se pierde.

Malla

  • Topologías mixtas: Como su propio nombre dice, es una mezcla de todas las anteriores.

Mixta

  • Topología en árbol: Es una variedad en la cual, todo cuelga o se divide a partir de un nodo principal, teniendo en cuenta que cada periférico, puede tener a la vez muchos mas periféricos colgando de este.

Arbol

  • Otro concepto básico y que posteriormente veremos en profundidad es VLAN. Una VLAN consiste en una red de ordenadores que se comportan como si estuviesen conectados al mismo conmutador (switch), aunque pueden estar en realidad conectados físicamente a diferentes segmentos de una red de área local. Los administradores de red configuran las VLANs mediante software en lugar de hardware, lo que las hace extremadamente flexibles. Una de las mayores ventajas de las VLANs surge cuando se traslada físicamente algún ordenador a otra ubicación: puede permanecer en la misma VLAN sin necesidad de cambiar la con figuración IP de la máquina.
  • Definiremos a continuación el significado de backbone. El termino se refiere a las principales conexiones en forma de columna vertebral, compuestas de un gran número de routers, por ejemplo de un edificio gubernamental, interconectados entre si a través de diferentes pisos de este edificio, llevando los datos de un departamento a otro.
  • Internet: Red publica de alcance mundial.
  • Intranet: Red privada única. También puede tener alcance mundial.
  • Extranet: Red con algunos extras, de ahí su nombre. Suele ser en esencia una intranet que permite el acceso a internet a determinados empleados de la propia red o desde internet a determinadas empresas asociadas a la anterior red.
  • Arquitectura de protocolos: Es un conjunto de normas ordenadas siguiendo un orden jerárquico o una relativa importancia.

Una de las arquitecturas mas usadas en la actualidad, siguiendo la recomendación de que son normas a seguir y no obligaciones, es la arquitectura de protocolos OSI.

Pila-osi-es-2.svg

En el siguiente esquema se muestran las capas o niveles con los que cuenta.

Funciones principales a realizar por un Sistema de Red (Conceptos Generales)

  • Elección del Medio: cable de cobre, fibra óptica, ondas de radio, etc.
  • Señalización: Forma de señalizar que tipo de datos estamos transmitiendo.
  • Temporización: Poner de acuerdo cada cuanto tiempo se emitirá un elemento de señal.
  • Elemento de señal: Unidad de señalización.
  • Baudio: Nº de elementos de señal por segundo.
  • Codificación: Codifica una trama binaria en señales eléctricas, electromagnéticas, etc.
  • Banda base: No hay señal portadora.
  • Modulación portadora: Hay señal portadora.
  • Control de acceso al medio: Establece el turno de cada dispositivo conectado a la red.
  • Gestión de errores: Busca la manera de saber si el receptor recibió todos los datos enviados.
  • Control de secuencia: Se encarga de que los datos se ordenen de la misma manera de cómo se enviaron.
  • Control de flujo: Evita que el receptor se ahogue.
  • Establecimiento y gestión del enlace: Establece como va a ser la comunicación entre los nodos de una red.
  • Direccionamiento (Local): Da los datos del emisor y del receptor. Se asegura de que llegue a su destino. Es a nivel local.
  • Enrutamiento: Elige el camino que van a seguir los datos.
  • Direccionamiento (Red de redes): Da los datos del emisor y del receptor. Se asegura de que llegue a su destino. Es a nivel red de redes.
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