"Redes Informáticas"

La optimización en el uso de los sistemas informáticos es uno de los elementos de interacción y desarrollo que rige los destinos de la ciencia informática en la actualidad. Es por ello que la aparición de las plataformas de interconexión de equipos de computación o redes informáticas, resultan ser uno de los elementos tecnológicos más importantes al momento de definir un sistema informático en una organización determinada.

Hoy por hoy, las ventajas en el uso de las redes de área local (Local Área Network), son unos de los avances mayormente aceptados por los consumidores informáticos a nivel mundial, al punto de que hasta a nivel doméstico se están considerando.

El presenta trabajo documenta la experiencia de diseño y configuración de una red de área local, e fin de complementar de manera efectiva el proceso de formación profesional como Técnicos Superiores Universitarios en Informática.

"Componentes para instalar una Red"

Se requiere lo siguiente:

Computadoras.
Tarjeta de red.
Cableado.
Periféricos (impresoras, Scanner, compartir en la red).
Concentrador o conmutador.
Conectores.
Un sistema operativo de red.

Tarjeta de red ONIS

Es un dispositivo que permite conectar el ordenador u otro equipo de red al cable, en la actualidad los equipos llevan la tarjeta nit incorporada a la placa madre. La tarjeta de red pueden tener varios tipos de conectores, los más comunes son: el de tipo BNC, RJ45; para conectar con cable coaxial todas las computadoras necesitan una tarjeta de interfaz de red para poder conectarse.

Características:

· -Cada tarjeta contiene un código (físico, con una dirección única que identifica).

· -Solicitud de interrupción (y una dirección de entrada y salida).

· -Algunas pueden conectarse a cable UTP y coaxial al mismo tiempo.

NOTA: La función de la tarjeta de red es trasmitir y recibir señales hacia y desde las tarjetas de red instaladas y otros dispositivos de red.

- Concentrador y conmutador:

La diferencia reside en que un concentrador envía la información a todas las computadoras conectadas a la red y que radica en el modo en que se administra el tráfico.

Se utilizan para conectar las computadoras o cualquier periférico dentro de la red a otros dispositivos.

- Concentradores: Son equipos que permiten estructurar el cableado de la red; la función de los mismos es distribuir y amplificar las señales de la red y detectar e informar las conexiones que se produzcan.

- Conmutador: Solamente envía la información a la computadora de destino.

La diferencia reside que cuando un paquete es recibido por un conmutador este determina la dirección fuerte y la dirección destinatario el mismo, el paquete es remitido solo al segmento permitido. Los concentradores comparten el ancho de banda de la red con todos los nodos que la componen; los conmutadores tienen un ancho de banda completo para cada uno de los segmentos conectados a uno de sus puertos, utilizan el mismo cable y tarjeta de red por lo que es fácil el traspaso de una a otra.

- Los concentradores se utilizan en redes pequeñas aunque si la red tiene alta carga de tráfico se utiliza un conmutador el cual reduciría el tráfico innecesario de la misma.

- Un conmutador puede distinguir que dispositivos están conectados y envía los paquetes a los puertos correctos como resultado. Se reduce la cantidad de trafico innecesario ya que la información recibida solo se envía a al dispositivo que tiene la dirección de destino correcto.

- Un conmutador en cambio envía el paquete a todos los puertos conectados a él.

Modem

Se define como un dispositivo que se conecta a un ordenador y que se utiliza como medio de comunicación. La línea de teléfono, para realizar llamadas a servicios on-line o a un proveedor de internet; Convierte los datos digitales en señales analógicas, para poder transmitir las mismas a través de líneas de teléfono y viceversa.

Router

Filtrar el tráfico de la red. Este filtrado lo hacen en función de protocolo de red.

Se diferencian de los conmutadores porque lo hacen en función de protocolo de red en lugar de hacerlo por las direcciones de los paquetes, normalmente enlazan dos redes que usan el mismo protocolo a través de una línea de datos.

Firewall

Es un sistema o conjunto de sistema que crea una barrera de seguridad. Este es un dispositivo de seguridad el cual permite o bloquea las transmisiones de red, de una red a otra, un uso típico es situado en una red local e internet como dispositivo de seguridad para evitar que los intrusos puedan acceder a información confidencial.

Un Firewall es simplemente un filtro que controla todas las comunicaciones que pasan de una red a otra y en función de la información permite o deniega su paso.

Clasificación

* Firewall de nivel de red:

-Toma decisiones según la dirección de procedencia, dirección de destino y puerto de cada uno de los paquetes: Ejemplo, Router.

· * Firewall de nivel de aplicación:

No permite el tráfico entre dos redes, sino realiza un seguimiento del mismo. Este tipo de dispositivo puede ser usado como traductores de dirección de red. Los conectores más utilizados: RJ45= par trenzado, BNC= cable coaxial.

Cable par trenzado

Fácil de utilizar.

Cable coaxial

Es similar al cable utilizado en las antenas de televisión; un hilo de cobre en la parte central rodeado por una malla metálica y separados ambos elementos conductores por un cilindro de plástico, protegidos finalmente por una cubierta exterior. Los dos conductores comparten un mismo eje de forma que uno de los conductores envuelve al otro.
La malla metálica exterior del cable coaxial proporciona una pantalla para las interferencias. En cuanto a la atenuación, disminuye según aumenta el grosor del hilo de cobre interior, de modo que se consigue un mayor alcance de la señal.

Cable de fibra óptica

Utiliza filamentos de vidrio, la información digital se transforma en impulsos de luz, es una tecnología muy costosa y difícil de trabajar.

Protocolos

Los protocolos que se analizaran a continuación sirven para comunicarse remotamente en un modelo de red de servidor unos seguros y otros no seguros como en el caso de TTP, estos se pueden ver el usuario y la contraseña al iniciar sesión.

* Telnet:

Es un protocolo de red que sirve para acceder mediante una red a otra máquina para manejarla como si se estuviese sentado frente a ella. Permite el acceso al servidor remoto.

· El telnet es muy inseguro debido a que cada usuario que ejecute el esmifer puede ser cualquier usuario y clave que se conecte remotamente y mediante el protocolo telnet.

·

* DHCP:
El tráfico mediante el protocolo DHCP se levanta cuando iniciamos el servicio el cual le ofrece una dirección IP al cliente, luego se le envía al cliente un mensaje que contiene los parámetros de petición, este toma el mensaje y luego el servidor almacena el enlace permanentemente con el cliente.

· * DNS:
Es la asignación de nombres a direcciones UT además de ser más fácil de recordar por los usuarios, el nombre es más fiable.

·

* FTP:

Es un protocolo de transferencia de archivos entre sistemas conectados a una red. FTP basada en la arquitectura cliente servidor de manera que desde nuestro propio cliente no podemos conectar a un servidor para descargar archivos desde él o enviarlos. Es independientemente de cualquier sistema operativo que se ocupe como puede ser Windows, Linux, entre otros.

Los protocolos DHCP, Telnet, DNS y FTP sirven para conectarse remotamente en un modelo cliente servidor. La desventaja de Telnet es que no es seguro, los nombres de usuarios y contraseña viajan a través de la red en texto plano. Generalmente los protocolos se le asignan a los siguientes puntos:

· - El protocolo Telnet funciona en el puerto 23.

· - El protocolo DNS funciona en el puerto 53.

· - El protocolo DHCP funciona en el puerto 67.

· - El protocolo FTP funciona en el puerto 20. (Para descargarlo o subir información y 21 para establecer sesión).

Protocolos de Red

IEEE

EEE corresponde a las siglas de The Institute of Electrical and Electronics Engineers, el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos, una asociación técnico-profesional mundial dedicada a la estandarización, entre otras cosas. Es la mayor asociación internacional sin fines de lucro formada por profesionales de las nuevas tecnologías, como ingenieros eléctricos, ingenieros en electrónica, ingenieros en sistemas e ingenieros en telecomunicación.

IEEE 802:

Es un estudio de estándares elaborado por el Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) que actúa sobre Redes de ordenadores. Concretamente y según su propia definición sobre red de area local (RAL, en inglés LAN) y redes de area metropolitana (MAN en inglés). También se usa el nombre IEEE 802 para referirse a los estándares que proponen, algunos de los cuales son muy conocidos: Ethernet (IEEE 802.3), o Wi-Fi (IEEE 802.11). Está, incluso, intentando estandarizar Bluetooth en el 802.15 (IEEE 802.15).

Se centra en definir los niveles más bajos (según el modelo de referencia OSI o sobre cualquier otro modelo). Concretamente subdivide el segundo nivel, el de enlace, en dos subniveles: El de Enlace Lógico, recogido en 802.2, y el de Control de Acceso al Medio (MAC), subcapa de la capa de Enlace Lógico. El resto de los estándares actúan tanto en el Nivel Físico, como en el subnivel de Control de Acceso al Medio.

Redes de computadoras

Es el conjunto de técnicas, conexiones físicas y programas informáticos empleados para conectar dos o más ordenadores (computadoras). Los usuarios de una red, pueden compartir ficheros, impresoras y otros recursos enviando mensajes electrónicos y ejecutando programas en otros ordenadores.

Una red tiene 3 niveles de componentes

1. Software de aplicación.

2. Software de red.

3. Hardware de red.

Software de aplicación:

Está formado por programas informáticos que se comunican con los usuarios de la red y permiten compartir información como archivos de base de datos, de documentos, gráficos o videos y recursos como impresoras o unidades de disco. Un tipo de software de aplicaciones (se denomina) cliente- servidor, envían peticiones de información o de uso de recursos a otras computadoras llamadas servidores que controlan el flujo de datos y la ejecución de las aplicaciones a través de la red.

Software de red:

Consiste en programas informáticos que establecen protocolos o normas para que las computadoras se comuniquen entre sí. Estos protocolos se aplican recibiendo y enviando grupos de datos formateados denominados paquetes.

Los protocolos indican como efectuar conexiones lógicas entre las aplicaciones de la red, dirigir el movimiento de paquetes a través de la red física minimizar las posibilidades de colisión entre paquetes enviados simultáneamente.

Hardware de red:

Está formado por los componentes materiales que unen los computadores. Dos componentes importantes son los medios de transmisión que transportan las señales de los ordenadores.

Las topologías de red

Una topología es una representación gráfica de cómo se encuentran ordenado todos los ordenadores ya sea física o lógicamente (Hardware) (Software).

- Topología Bus.

- Topología Estrella.

- Topología Anillo.

- Topología Doble anillo.

- Topología malla.

- Topología totalmente conexa.

- Topología Arbol.

- Topología Mixtas o Híbridas.

1- Topologias Bus:

Tiene sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada computadora esta conectada a un cable común por lo que se pueden comunicar directamente aunque la ruptura del cable hace que los computadores queden desconectados.

Ventajas

- Es la topología mas sencilla de usar.

- Es la mas económica.

- Es fácil de añadir nuevos ordenadores al bus lo único que tenemos que hacer es incorporar un nuevo cable de bus.

- Es posible utilizar repetitivo para fortalecer la señal si el bus tiene una larga intensidad.

Inconvenientes:

- Si el tráfico de la red es intensivo entonces la velocidad bajara considerablemente al aumentar el número de colisiones entre los mensajes.

- La señal eléctrica pierde intensidad cada vez que pasa por un ordenador conectado al bus por lo que puede que llegue en malas condiciones a los ordenadores situados lejos del origen del mensaje.

- Si uno de los cables que forman el bus se rompe entonces toda la red dejara de funcionar.

2- Topologías en estrella:

Tiene un nodo central que viene siendo el hut, router del que se irradia todos los enlaces hacia los demás nodos por el nodo central hub router pasa toda la información que circula por toda la red.

El router hub lleva el control total de la información que va de un ordenador a otro.

Ventajas:

- Es fácil de añadir nuevos ordenadores a la red sin afectar al resto de la misma lo único que tenemos que hacer es conectar con un cable a uno de los puertos libres del hub.

- El hub puede actuar como repetidor de la señal haciendo que llegue el resto puede seguir funcionando perfectamente. Es una topología que permite detectar los problemas fácilmente.

Inconvenientes:

- Si se cae el punto central se cae toda la red.

- Requiere más cable que otras topologías al tener que unir todos los ordenadores con un cable al punto central hub.

3- Topologia de anillo:

Se compone en un solo anillos es un círculo cerrado formado por dos enlaces están conectados de forma adyacente los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables por lo que se denomina una cadena margarita para que la información puede circular de forma adyacente.

Tipos de red

1* Redes de área local (LAN):

Constituye una forma de interconectar una serie de equipos informáticos, a su nivel más elemental una LAN no es más que un medio compartido como un cable coaxial al que se conecta todas las computadoras e impresoras junto con una serie de reglas.

La LAN más difundida, internet utiliza un mecanismo conocido como CSMA esto significa que cada equipo conectado solo puede utilizar el cable cuando ningún otro equipo lo está utilizando. Si hay algún confiltro el equipo que está intentando establecer la conexión lo anula y efectúa un nuevo intento más tarde.

Todas las LAN comparten las características de poseer un alcance limitado, normalmente abarca un edificio y de tener una velocidad suficiente para que la red de conexión resulte invisible para los equipos que la utilizan, además de proporcionar un acceso compartido.

Elementos de una Red Local

En una LAN existen elementos de Hardware y Software entre los cuales se puede destacar:

1. El servidor: es el elemento principal del procesamiento contiene el sistema operativo de red y se encarga de administrar todos los componentes dentro de ella. Controla el acceso a los recursos comunes como lo son las impresoras y las unidades de almacenamiento.

2. Las estaciones de trabajo: en ocasiones llamadas nodos, pueden ser computadoras personales o cualquier terminal conectado a la red; de esta manera trabaja con sus propios programas o aprovecha las aplicaciones existentes en el servidor.

3. Sistema operativo de red: es el programa de software que permite el control de la red y reside en el servidor.

4. Los protocolos de comunicación: son un conjunto de normas que regulan la trasmisión y recepción de datos dentro de la red.

5. La tarjeta de interfaz de red: proporcionan la conectividad de la terminal o usuario de la red física ya que maneja los protocolos de comunicación.

2*Red de área metropolitana (MAN):

Es una red que se expande por pueblos o ciudades y se interconectan mediante instalaciones públicas o privadas como el sistema telefónico, es una versión de mayor tamaño de la red local, una MAN tiene uno o dos cables y no tiene elementos de intercambio de paquetes o conmutadores lo cual significa bastante el diseño.

3* Redes de área amplia (WAN):
Se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente; contiene un número variado de hosts dedicadas a ejecutar programas de usuario ( de aplicación ). Las hosts están conectadas por una de subred comunicación, o simplemente subred. El trabajo de la subred es conducir mensajes de una host a otra.
En muchas redes WAN, la subred tiene dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los elementos de conmutación. Las líneas de transmisión ( circuitos, canales o troncales ) mueven bits de una máquina a otra.