Fundamentos de Redes Informáticas: Tipos, Componentes y Topologías

Redes Informáticas: Fundamentos y Componentes

Una **red** es un conjunto de ordenadores interconectados entre sí mediante cable o por otros medios inalámbricos.

Objetivos de una Red

• **Compartir recursos**: archivos, impresoras, unidades de almacenamiento, etc.
• **Transferir información** entre ordenadores: e-mail, WWW, etc.

Tipos de Redes

Según la zona geográfica que abarcan, las redes se clasifican en:

• **LAN** (Local Area Network): **Redes de Área Local**
• **MAN** (Metropolitan Area Network): **Redes de Área Metropolitana**
• **WAN** (Wide Area Network): **Redes de Área Extendida**

Según el sistema jerárquico de red utilizado, se clasifican en:

• **Redes Cliente-Servidor**
• **Redes Punto a Punto**

Redes de Área Local: LAN

• **Alcance**: conecta ordenadores localizados en la misma oficina, departamento o edificio.
• **Conexión**: suele ser mediante cable (también inalámbricas).
• **Redes Privadas**: los medios de conexión de las líneas utilizadas son propiedad de la empresa.
• **Ejemplos**: Aula, Oficina, Hogar…

Redes de Área Metropolitana: MAN

• **Alcance**: conecta varias LAN localizadas en la misma ciudad, área industrial, o varios edificios.
• **Conexión**: suele ser mediante cable (también inalámbricas) en las LAN, pero necesitan dispositivos repetidores de más alcance, alquilados a otras empresas públicas o propios.
• **Redes Privadas o Públicas**: los medios de conexión de las líneas utilizadas pueden ser propiedad de la empresa, utilizar una línea pública alquilada (Ej. ADSL de Telefónica o de ONO).
• **Ejemplos**: Red de empresas en un polígono industrial, Campus universitario, Red de servicios municipales (Ej. Molina Digital)

Redes de Área Extensa: WAN

• **Alcance**: conecta ordenadores localizados en cualquier sitio del mundo.
• **Conexión**: Líneas Telefónicas, Fibra óptica, satélites…
• **Redes Públicas**: los medios de conexión de las líneas utilizadas son propiedad de una empresa de telecomunicaciones que las alquila al público y empresas en general.
• **Ejemplo**: INTERNET

Redes Cliente-Servidor

Son redes en las que uno o más ordenadores (**SERVIDORES**) son los que controlan y proporcionan recursos y servicios a otros (**CLIENTES**).

Redes Punto a Punto

Son redes en las que todos los ordenadores tienen el mismo estatus en la red y deciden qué recursos y servicios dan al resto. Cada PC puede hacer de **CLIENTE** o **SERVIDOR**. En las redes punto a punto ningún ordenador está por encima de otro, sino que actúa de árbitro y juez de la red, la maneja, controla su seguridad y distribuye el acceso a los recursos y los datos. Existe una especie de democracia y los recursos son distribuidos según desee el usuario de cada ordenador.

Componentes de una Red Local

• Estaciones de Trabajo (Clientes)
• Servidores (opcional)
• Tarjetas de Red (NIC)
• Cableado o medios de transmisión inalámbricos (antenas)
• Sistema operativo de red
• Recursos compartidos: Impresora de red, archivos y aplicaciones…
• Dispositivos distribuidores: Hub, Switch, Router…

Estaciones de Trabajo

Son los ordenadores utilizados por los usuarios conectados a la red.

Servidores

Son los ordenadores que ofrecen servicios a los clientes de la red. Pueden ser de dos **TIPOS**:

• **Dedicados**: solo realizan tareas de red y no pueden utilizarse como un puesto normal de cliente.
• **No dedicados**: además de realizar tareas de red, se utilizan como puestos normales.

Tarjetas de Red

También conocidas como **NIC** (Network Interface Card), se instalan dentro del ordenador y son las que hacen posible la conexión del PC con la Red. Traducen la información que circula por el cable/ondas de la red, al lenguaje que entiende el ordenador y viceversa.

Cableado

Conectan cada una de las tarjetas de red (NIC) de los ordenadores que componen la red, normalmente a través de un concentrador (HUB), constituyendo los canales de comunicación de la red. Según la Clase de red, Velocidad de transmisión que se desea, y Alcance geográfico que queremos conseguir se emplean varios **TIPOS DE CABLE**:

• Coaxial
• Fibra óptica
• Par trenzado
• Inalámbricas

Dispositivos Distribuidores

Son dispositivos capaces de concentrar, distribuir, incluso guiar, las señales eléctricas de las estaciones de trabajo de la red.

• **HUB (Concentrador)**: solamente recoge y distribuye señales entre los ordenadores de la red.
• **SWITCH (Conmutador)**: además de concentrar señales, puede seleccionar el envío de paquetes y lleva estadísticas de tráfico y errores en la red.
• **ROUTER (Encaminador)**: además de las tareas anteriores es capaz de guiar una transmisión por el camino más adecuado (Enrutamiento). Es el utilizado para la conexión de un PC o una red a INTERNET.

Sistema Operativo de Red

Son programas que gestionan la red y sus recursos. Existen 2 **TIPOS** básicos:

• **S.O. para redes con SERVIDOR DEDICADO**: donde hay servidores dedicados con mayor estatus en la red. Estos suelen tener S.O. específicos para gestión de red como Windows NT SERVER. EL resto de Clientes, pueden tener este SO, o cualquiera de las anteriores (W-98, W-XP o W-Vista).
• **S.O. para redes PUNTO A PUNTO**: donde los ordenadores tienen el mismo estatus. Es suficiente con que cada ordenador tenga Windows 98, XP o Vista.

Recursos Compartidos

Una de las ventajas de la red es que permite compartir recursos de hardware y software, con el **AHORRO** que esto implica.

HARDWARE:

• Impresora
• Escáner
• Unidades de almacenamiento: discos duros.
• Unidades lectoras/grabadoras de CD/DVD
• Módem

SOFTWARE:

• Archivos y Carpetas
• Programas de Aplicación

Topologías de Red

Topología Física de Red

Es una representación gráfica o mapa de cómo se unen las estaciones de trabajo de la red, mediante el cable.

Factores a tener en cuenta:

• La distribución espacial de los equipos.
• El tráfico que va a soportar la red.
• El presupuesto (relación inversión/prestaciones)

Topologías Puras

• Anillo
• Bus
• Estrella

Topología de Anillo

Consta de varios nodos unidos formando un círculo lógico. Los mensajes se mueven de nodo a nodo en una sola dirección. El cable forma un bucle cerrado formando un anillo

Ventajas:

• Fácil detectar si un PC cae

Inconvenientes:

• Si se rompe el cable o no funciona una de las estaciones, se paraliza toda la red

Topología de Bus

Consta de un único cable (**BUS**) al que se conecta cada ordenador. Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador.

Ventajas:

• Fácil de instalar y mantener.
• Si falla una estación, no cae la red.

Inconvenientes:

• Si se rompe el cable principal (BUS) se inutiliza la red.

Topología de Estrella

Es la más utilizada en redes LAN. Todas las estaciones de la red deben pasar a través de un dispositivo central de conexiones conocido como concentrador de cableado (**HUB**), que controla el flujo de datos.

Ventajas:

• Si se rompe un cable no se inutiliza la red.
• Fácil detectar averías.

Inconvenientes:

• Más cara (utiliza más cable y un concentrador)

Ejemplo: Topología en estrella de una red LAN de 4 PC´s con acceso a internet

Para montar esta red en estrella de 4 PC con acceso a internet, necesito el siguiente material:

• 4 PC´s, un HUB y un ROUTER de acceso a internet
• 4 Tarjetas de red ethernet
• 10 conectores de cable RJ-45
• 5 cables

Topología Lógica de Red

Es el sistema de acceso y comunicación que se emplea para conectar las estaciones de la red. Para que dos estaciones se comuniquen necesitan entender el mismo idioma, por lo que se establece un **Protocolo** (reglas) estándar de comunicación:

• MAC (dirección física dispositivo)
• IPX/SPX
• NetBios
• NetBEUI
• ApleTalk
• PROTOCOLO TCP/IP

PROTOCOLO TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)

Se trata del lenguaje que utiliza cualquier plataforma de ordenadores en Internet para enviar y recibir la información. Por eso se toma como estándar. Es el que divide la información en paquetes y el que las vuelve a unir en su orden adecuado cuando van llegando a su destino. Es el responsable de identificar cada uno de estos paquetes de información con su dirección apropiada.

Dirección IP

Cada ordenador conectado a la red debe disponer de una dirección única para una correcta identificación y efectiva localización. A dicha dirección se la conoce como **IP**, y se encuentra formada por 4 números de 0 a 255 (xxx) separados por puntos.

xxx.xxx.xxx.xxx (0..255)

Máscara de Red

Secuencia de 4 números de la misma estructura que la IP, que se utiliza para distinguir qué parte de la IP identifica la red y qué parte a los equipos. Ejemplo: En Redes Clase A la Máscara de red es 255.0.0.0, lo que significa que el primer grupo de bits de la IP es para la red y el resto identifica los equipos. Para que dos equipos pertenezcan a la misma red deben tener una IP con la parte de red igual.

Clases de Direcciones IP

• **Clase A**: se asigna el primer octeto para identificar la red, reservando los tres últimos para que sean asignados a las estaciones de trabajo, de modo que la cantidad máxima de estaciones que pueden pertenecer a esa misma red es de 16.777.214 de máquinas.
• **Clase B**: se asigna los dos primeros octetos para identificar la red, reservando los dos últimos para que sean asignados a las estaciones de trabajo, de modo que la cantidad máxima de estaciones que pueden pertenecer a esa misma red es de 65.534 máquinas.
• **Clase C**: se asigna los tres primeros octetos para identificar la red, reservando el último para que sea asignado a las estaciones de trabajo, de modo que la cantidad máxima de estaciones que pueden pertenecer a esa misma red es de 254 máquinas.