Las redes interconectan computadoras con distintos sistemas operativos, ya sea dentro de una empresa u organización (LANs) o por todo el mundo (WANs, Internet).
Anteriormente se utilizaban básicamente para compartir los recursos de las computadoras conectadas. Hoy, las redes son medios de comunicación internacional a través de los cuales se intercambian grandes volúmenes de datos.
Las razones más usuales para decidir la instalación de una red son:
Un ejemplo de red muy sencilla se ve en la figura:
En las redes basadas en estructuras cliente-servidor, los servidores ponen a disposición de sus clientes recursos, servicios y aplicaciones.
Dependiendo de que recursos ofrece el servidor y cuales se mantienen en los clientes se pueden hacer distinciones entre distintas estructuras cliente-servidor.
En estas estructuras se diferencia:
A continuación se presentarán brevemente los distintos conceptos.
Aquí, los datos, los programas de aplicación y la presentación se encuentran en el servidor. La imagen final se transmite a los terminales de los usuarios. Desde los terminales, las cadenas de caracteres de las entradas de los usuarios se reenvían al host. Este concepto es el que sirve de base para los mainframe.
Los datos de aplicación se conservan de forma centralizada en el servidor. Con programas clientes de las aplicaciones, éstas se presentan en cada estación de trabajo. El lugar de trabajo suele ser una pc ejecutando, por ejemplo windows.
Los datos se encuentran en el servidor (generalmente en una base de datos). Con una base de datos cliente se accede a esos datos desde cualquier computadora. En el cliente se procesan los datos utilizando la inteligencia del cliente. Cada computadora contiene aplicaciones con las que se puede procesar los datos.
En esta red se dispone al menos de dos servidores distintos. Uno de ellos actúa meramente como servidor de base de datos y el resto como servidor de aplicaciones. Los servidores de aplicaciones de esta red también son los responsables de acceso a las bases de datos. En las estaciones de trabajo funcionan los clientes de los programas de aplicación correspondientes.
Las bases de datos están repartidas en distintos servidores o incluso clientes. Las aplicaciones funcionan igualmente en distintos servidores o en parte también en clientes.
Hay varias maneras de conectar dos o más computadoras en red.
Para ellos se utilizan cuatro elementos fundamentales: servidores de archivos, estaciones de trabajo, tarjetas de red y cables.
A ellos se le suman los elementos propios de cada cableado, así como los manuales y el software de red, a efectos de la instalación y mantenimiento.
Los cables son generalmente de dos tipos: UTP par trenzado y coaxil.
La manera en que están conectadas no es arbitraria, sino que siguen estándares físicos llamados topologías.
Dependiendo de la topología será la distribución física de la red y dispositivos conectados a la misma, así como también las características de ciertos aspectos de la red como: velocidad de transmisión de datos y confiabilidad del conexionado.
TOPOLOGÍA FÍSICAS:Es la forma que adopta un plano esquemático del cableado o estructura física de la red, también hablamos de métodos de control.
TOPOLOGÍA LÓGICAS:Es la forma de cómo la red reconoce a cada conexión de estación de trabajo.
Se clasifican en:
consiste en un solo cable al cual se le conectan todas las estaciones de trabajo.
En este sistema un sola computadora por vez puede mandar datos los cuales son escuchados por todas las computadoras que integran el bus, pero solo el receptor designado los utiliza.
Ventajas: Es la más barata. Apta para oficinas medianas y chicas.
Desventajas:
En este esquema todas las estaciones están conectadas a un concentrador o HUB con cable por computadora.
Para futuras ampliaciones pueden colocarse otros HUBs en cascada dando lugar a la estrella jerárquica.
Por ejemplo en la estructura CLIENTE-SERVIDOR: el servidor está conectado al HUB activo, de este a los pasivos y finalmente a las estaciones de trabajo.
Ventajas:
Desventajas:
Baja transmisión de datos.
Es un desarrollo de IBM que consiste en conectar cada estación con otra dos formando un anillo.
Los servidores pueden estar en cualquier lugar del anillo y la información es pasada en un único sentido de una a otra estación hasta que alcanza su destino.
Cada estación que recibe el TOKEN regenera la señal y la transmite a la siguiente.
Por ejemplo en esta topología, esta envía una señal por toda la red.
Si la terminal quiere transmitir pide el TOKEN y hasta que lo tiene puede transmitir.
Si no está la señal la pasa a la siguiente en el anillo y sigue circulando hasta que alguna pide permiso para transmitir.
Ventajas:
No existen colisiones, Pues cada paquete tienen una cabecera o TOKEN que identifica al destino.
Desventajas:
En esta topología que es una generalización del tipo bus, el árbol tiene su primer nodo en la raíz y se expande hacia fuera utilizando ramas, en donde se conectan las demás terminales.
Esta topología permite que la red se expanda y al mismo tiempo asegura que nada más existe una ruta de datos entre dos terminales cualesquiera.
Es una combinación de más de una topología, como podría ser un bus combinado con una estrella.
Este tipo de topología es común en lugares en donde tenían una red bus y luego la fueron expandiendo en estrella.
Son complicadas para detectar su conexión por parte del servicio técnico para su reparación.
Dentro de estas topologías encontramos:
En las topologías anteriores se comparte el medio, por parte de más de una PC, con lo que puede ocurrir que 2 o más PC intenten acceder al medio al mismo tiempo produciéndose una colisión que provocaría errores en los datos enviados a través de medio.
Para evitar estas situaciones o corregirlas se dispone de varios mecanismos de acceso al medio de forma controlada que se basan en la secuencia de bits que habilita el permiso para transmitir por el medio físico.
Se clasifican según su Extensión y Topología.
Según su Extensión tenemos redes LAN, MAN y WAN.
Son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio de hasta unos cuantos kilómetros de extensión.
LAN es un sistema de comunicación entre computadoras, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña.
Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir los recursos (impresoras, etc.) e intercambiar información.
Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por las siguientes tres características: tamaño, tecnología de transmisión y topología.
Las LAN están restringidas en tamaño, las computadoras se distribuyen dentro de la LAN para obtener mayor velocidad en las comunicaciones dentro de un edificio o un conjunto de edificios, lo cual significa que el tiempo de transmisión del peor caso está limitado y se conoce de antemano.
Conocer este límite hace posible usar ciertos tipos de diseños que de otra manera no serían prácticos y también simplifica 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.
Las LAN tradicionales operan a velocidades de 10 a 12 GBPS, tienen bajo retardo (décimas de microsegundos) y experimentan muy pocos errores.
Las LAN pueden tener diversas topologías. La topología o la forma de conexión de la red, depende de algunos aspectos como la distancia entre las computadoras y el medio de comunicación entre ellas ya que este determina la velocidad del sistema.
Básicamente existen tres topologías de red: estrella (Star), canal (Bus) y anillo (Ring)
Una WAN se extiende sobre un área geográfica amplia, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (aplicaciones), estas máquinas se llaman Hosts.
Los Hosts están conectados por una subred de comunicación. El trabajo de una subred es conducir mensajes de un Host a otro.
La separación entre los aspectos exclusivamente de comunicación de la red (la subred) y los aspectos de aplicación (Hosts), simplifica enormemente el diseño total de la red.
En muchas redes de área amplia, la subred tiene dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los elementos de conmutación.
Las líneas de transmisión (también llamadas circuitos o canales) mueven los bits de una máquina a otra.
Los elementos de conmutación son computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión.
Cuando los datos llegan por una línea de entrada, el elemento de conmutación debe escoger una línea de salida para enviarlos.
Como término genérico para las computadoras de conmutación, les llamaremos enrutadores.
La velocidad normal lleva un rango de los 56 KBPS a los 155 MBPS.
Los retardos para una WAN pueden variar de unos cuantos milisegundos a unas decenas de segundos.
Una MAN es básicamente una versión más grande de una LAN y normalmente se basa en una tecnología similar.
Podría abarcar una serie de oficinas cercanas o en una ciudad, puede ser pública o privada.
Una MAN puede manejar datos y voz, e incluso podría estar relacionada con una 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.
Como no tiene que conmutar, el diseño se simplifica.
La principal razón para distinguir las MAN como una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para ellas, y este se llama DQDB (bus dual de cola distribuida).
El DQDB consiste en dos buses (cables) unidireccionales, a los cuales están conectadas todas las computadoras.
Cada bus tiene una cabeza terminal (head-end), un dispositivo que inicia la actividad de transmisión.
El tráfico destinado a una computadora situada a la derecha del emisor usa el bus superior, el tráfico hacia la izquierda usa el bus inferior.
Un aspecto clave de las MAN es que hay un medio de difusión al cuál se conectan todas las computadoras.
Esto simplifica mucho el diseño comparado con otros tipos de redes.
Ethernet es una tecnología desarrollada para las redes LAN que permite transmitir información entre computadoras a velocidades de 10 y 100 millones de bits por segundo.
Ethernet es un estándar, por lo tanto se trata de un sistema independiente de las empresas fabricantes de hardware de red.
Si bien Ethernet es el sistema más popular, existen otras tecnologías como Token Ring, 100 VG.
Se usa en redes que no superan las 30 máquinas, de exceder este número conviene usar Token Ring.
Un sistema Ethernet consiste de tres elementos básicos:
Cada computadora equipada con Ethernet opera en forma independiente de las otras estaciones de la red, es decir que no hay una controladora central.
Todas las estaciones conectadas vía Ethernet se conectan a un sistema compartido de señales, llamado medio.
Las señales Ethernet se transmiten en serie, un bit por vez, a través del canal Ethernet (llamado de señal compartida) a cada una de las estaciones integrantes de la red Ethernet.
El preámbulo de un paquete Ethernet se genera mediante el hardware (la placa de red).
El software es responsable de establecer la dirección de origen y de destino y de los datos.
La información sobre la secuencia de los paquetes en general es tarea del hardware.
Un paquete Ethernet está compuesto esencialmente por las siguientes partes:
Basándose en lo visto, sin contar preámbulo, separadores y CRC, la longitud de los paquetes Ethernet serán:
El más corto: 6 + 6 + 2 + 46 = 60 bytes.
El más largo: 6 + 6 + 2 + 1500 = 1514 bytes.
La red Token-Ring es una implementación del standard IEEE 802.5, en el cual se distingue más por su método de transmitir la información que por la forma en que se conectan las computadoras.
A diferencia del Ethernet, aquí un Token (Ficha Virtual) es pasado de computadora a computadora como si fuera una papa caliente.
Cuando una computadora desea mandar información debe de esperar a que le llegue el Token vacío, cuando le llega utiliza el Token para mandar la información a otra computadora, entonces cuando la otra computadora recibe la información regresa el Token a la computadora que envió con el mensaje de que fue recibida la información.
Así se libera el Token para volver a ser usado por cualquiera otra computadora.
Aquí debido a que una computadora requiere el Token para enviar información no hay colisiones, el problema reside en el tiempo que debe esperar una computadora para obtener el Token sin utilizar.
Los datos en Token-Ring se transmiten a 4 ó 16mbps, depende de la implementación que se haga.
Todas las estaciones se deben de configurar con la misma velocidad para que funcione la red.
Cada computadora se conecta a través de cable Par Trenzado ya sea blindado o no a un concentrador llamado MAU(Media Access Unit), y aunque la red queda físicamente en forma de estrella, lógicamente funciona en forma de anillo por el cual da vueltas el Token.
En realidad es el MAU el que contiene internamente el anillo y si falla una conexión automáticamente la ignora para mantener cerrado el anillo.
El Token-Ring es eficiente para mover datos a través de la red.
En redes grandes con tráfico de datos pesado el Token Ring es más eficiente que Ethernet.
"Por lo tanto es conveniente usar Token ring en redes que superan las 30 máquinas."
A continuación trataremos los componentes más importantes de una instalación física de redes a saber:
Si bien hasta ahora hablamos de las topologías o formas de conexión de computadoras entre sí por intermedio de cables, todavía no se dijo no se dijo nada sobre los tipos de cables existentes y sobre como se conectan los cables a las computadoras.
Una tarjeta de red no es mas que una placa o adaptador físico de red que permite establecer la comunicación entre diversas computadoras de la red.
Los medios físicos para la transmisión de datos son los siguientes:
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| Cable coaxil | Cable UTP (Par Trenzado) |
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| Fibra Óptica. | Microondas, usadas en redes inalámbricas |
Los elementos físicos para la conexión para cable COAXIL son los siguientes conectores:
Otros elementos físicos para la conexión para cable UTP son los siguientes:
Si bien la palabra estructurado no es común que figure en los diccionarios que no sean técnicos, sabemos que proviene de estructura.
La definición literal de estructura es la siguiente: "Distribución en forma ordenada de la partes que componen un todo".
Si traducimos esta definición al área que nos respecta, podemos empezar diciendo que el cableado estructurado deberá respetar a ciertas normas de distribución, no solo de los cables en si, sino también de todos los dispositivos involucrados, como ser los conectores de lo que hablamos anteriormente.
Cuando nos referimos a distribución, hablamos de la disposición física de los cables y los demás accesorios.
Para dar un ejemplo práctico, no podemos llamar cableado estructurado a un cableado UTP de la instalación de la red, en el cual los cables estén tendidos de cualquier manera.
Al habla de orden, hablamos por un lado de la prolijidad de una instalación, pero también estamos diciendo que las instalaciones no podrán llevarse a cabo como se les ocurra a los instaladores, sino que deberán cumplir ciertas normas técnicas, como la norma EIA/TIA 586 A.
Otra de las características del Cableado Estructurado es que debe brindar flexibilidad de conexión; esto significa que no tendremos que cambiar todo el cableado o hacer complejas extensiones, cuando necesitemos agregar una computadora a la res o mudar un equipo de una oficina a otra.
Los pasos a principales que debería seguir un instalador son los siguientes:
Un buen instalador debe consultar con el administrador de la red o con el servicio que mantiene el hardware de la empresa, si el equipamiento que poseen va a servir para ser conectado al cableado a realizar.
Es decir que debemos relevar que elementos posee la empresa y ver cuáles sirven y cuales no para que podamos utilizar los elementos seleccionados en la instalación de la red.
Este paso es la determinación del mapa o plano del cableado.
Esta etapa se basa principalmente en el relevamiento lugar en el que se realizará la instalación del cableado estructurado.
Consiste en varias tareas en donde la complejidad dependerá del edificio en que se va a instalar la red.
Estas tareas involucran la medición de las distancias de los distintos ambientes, la cantidad de agujeros que se deben realizar en las paredes, el tipo de pared con las que nos encontraremos, es decir si se pueden agujerearse con facilidad o no), la determinacion de por donde y como van a pasar los cables y además es ideal poseer un plano de la planta para poder guiarse mejor y armar sobre el mismo el mapa de la instalación.
A continuación podemos ver un mapa de la planta que nos será de gran utilidad
Es importante también concluir la instalación en el tiempo acordado, de lo contrario le estaremos restando tiempo a otra obra que ya estaba prevista.
Un buen cálculo en la compra de los materiales podrá ahorrar tiempo y dinero.
Es común que por errores en el relevamiento previo, nos demos cuenta que faltan materiales y haya que salir corriendo de "apuro" a conseguirlos en algún proveedor cercano a la obra.
En el siguiente esquema vemos los pasos primordiales para poder armar un presupuesto de cableado sin pasar sorpresas inesperadas.
Esta etapa se realiza a través de:
La colocación de alojamientos para los cables ya sean, canaletas, zócalos, caños, bandejas, etc.
Una vez fijados los alojamientos para sostener los cables, se procede al tendido de los cables sobre los mismos.
Y por último la colocación en las paredes los conectores (Plugs y Jaks RJ45) y san la terminación final del trabajo como veremos en la siguiente figura:
En general la prueba del cableado se realiza, en general, fuera del horario de trabajo de la empresa y consiste en la conexión final de los equipos y la prueba de acceso de los mismos a los recursos de la red y la velocidad de transmisión.
Si bien conocemos los componentes principales, como ser el cable UTP y los conectores RJ45 (plug y jack), desarrollaremos a continuación el resto de los elementos involucrados en este tipo de cableado.