Estructura de la red LAN

Servidor: el servidor es aquel o aquellas computadoras que van a compartir sus recursos hardware y software con los demás equipos de la red. Sus características son potencia de cálculo, importancia de la información que almacena y conexión con recursos que se desean compartir.

Estación de trabajo: las computadoras que toman el papel de estaciones de trabajo aprovechan o tienen a su disposición los recursos que ofrece la red así como los servicios que proporcionan los Servidores a los cuales pueden acceder.

Gateways o pasarelas: es un hardware y software que permite las comunicaciones entre la red local y grandes computadoras (mainframes). El gateway adapta los protocolos de comunicación del mainframe (X25, SNA, etc.) a los de la red, y viceversa.

Bridges o puentes: es un hardware y software que permite que se conecten dos redes locales entre sí. Un puente interno es el que se instala en un servidor de la red, y un puente externo es el que se hace sobre una estación de trabajo de la misma red. Los puentes también pueden ser locales o remotos. Los puentes locales son los que conectan a redes de un mismo edificio, usando tanto conexiones internas como externas. Los puentes remotos conectan redes distintas entre sí, llevando a cabo la conexión a través de redes públicas, como la red telefónica, RDSI o red de conmutación de paquetes.

Tarjeta de red: también se denominan NIC (Network Interface Card). Básicamente realiza la función de intermediario entre la computadora y la red de comunicación. En ella se encuentran grabados los protocolos de comunicación de la red. La comunicación con la computadora se realiza normalmente a través de las ranuras de expansión que éste dispone, ya sea ISA, PCI o PCMCIA. Aunque algunos equipos disponen de este adaptador integrado directamente en la placa base.

El medio: constituido por el cableado y los conectores que enlazan los componentes de la red. Los medios físicos más utilizados son el cable de par trenzado, par de cable, cable coaxial y la fibra óptica (cada vez en más uso esta última).

Concentradores de cableado o Hub: una LAN en bus usa solamente tarjetas de red en las estaciones y cableado coaxial para interconectarlas, además de los conectores, sin embargo este método complica el mantenimiento de la red ya que si falla alguna conexión toda la red deja de funcionar. Para impedir estos problemas las redes de área local usan concentradores de cableado para realizar las conexiones de las estaciones, en vez de distribuir las conexiones el concentrador las centraliza en un único dispositivo manteniendo indicadores luminosos de su estado e impidiendo que una de ellas pueda hacer fallar toda la red. Existen dos tipos de concentradores de cableado:

Concentradores pasivos: actúan como un simple concentrador cuya función principal consiste en interconectar toda la red.

Concentradores activos: además de su función básica de concentrador también amplifican y regeneran las señales recibidas antes de ser enviadas y ejecutadas.

Los concentradores de cableado tienen dos tipos de conexiones: para las estaciones y para unirse a otros concentradores y así aumentar el tamaño de la red. Los concentradores de cableado se clasifican dependiendo de la manera en que internamente realizan las conexiones y distribuyen los mensajes. A esta característica se le llama topología lógica. Existen dos tipos principales:

Concentradores con topología lógica en bus (HUB): estos dispositivos hacen que la red se comporte como un bus enviando las señales que les llegan por todas las salidas conectadas.

Concentradores con topología lógica en anillo (MAU): se comportan como si la red fuera un anillo enviando la señal que les llega por un puerto al siguiente.

Interruptor o Switch: Es un dispositivo que al igual que el Hub va a interconectar los equipos para establecer una red similar. La diferencia radica en que el Switch o interruptor es un dispositivo, diseñado para resolver problemas de rendimiento en la red, debido a anchos de banda pequeños y embotellamientos, que permite la interconexión de dos o más segmentos de una red. Tiene una función similar a la de los puentes. Se utilizan para conectar varias redes consiguiendo una red única, también funcionan como filtros de seguridad. El Switch agrega ancho de banda, acelera la salida de paquetes, reduce los tiempos de espera y baja el costo por puerto si la red es ampliamente utilizada. El switch segmenta la red, obteniendo un alto ancho de banda para cada estación. Al segmentar la red, se reduce o casi elimina que cada estación compita por el medio, dando a cada una de ellas un ancho de banda comparativamente mayor.

Encaminador: Es un dispositivo que está diseñado para segmentar la red con la idea de limitar el tráfico de troncal y proporcionar seguridad, control y redundancia entre dominios individuales de troncal.

Host o Anfitrión: es un ordenador que funciona como el punto de inicio y final de las transferencias de datos en una red de ordenadores

Router o enrutador: Dispositivo que envía paquetes de datos entre redes, permite la conexión de una Red Local LAN con una red extensa WAN. Dispone de dos direcciones de IP una local para la LAN y otra pública para la WAN.

Host

Un host o anfitrión es un ordenador que funciona como el punto de inicio y final de las transferencias de datos, proveen y utilizan servicios de ella. Los usuarios deben utilizar anfitriones para tener acceso a la red. En general, los anfitriones son computadoras monousuario o multiusuario que ofrecen servicios de transferencia de archivos, conexión remota, servidores de base de datos, servidores web, etc. de forma general un anfitrión es todo equipo informático que posee una dirección IP y que se encuentra interconectado con uno o más equipos.

MEDIOS DE TRANSMISION

Guiados:

Medios de Transmisión	Características	Ventajas	Desventajas
Par Trenzado	Un par trenzado consiste en dos alambres de cobre aislados, que se trenzan de forma helicoidal de modo que se reduzca la interferencia con otros pares cercanos.	Ø Es más barato, es muy sencillo de instalar  y alta disponibilidad.	Ø Es muy susceptible al ruido de fuentes externas lo que limita su velocidad alcanzable, solo alcanzan distancias cortas ya que la señal se atenúa rápidamente y su seguridad es limitada.
Cable Coaxial	Se compone de un  hilo conductor de cobre envuelto por una malla trenzada plana que hace las funciones de tierra. El cable se encuentra en dos espesores: grueso y fino. El cable grueso soporta largas distancias, pero es más caro y  el cable fino puede ser más práctico para conectar puntos cercanos.	Ø Es inmune al ruido eléctrico debido a su estructura, puede transportar datos a mayores distancias y velocidades y soporta configuraciones en bus pasivo como topología física.	Ø Es muy caro, ocupa mayor volumen, son menos flexibles, manejo e instalación complicada.
Fibra Óptica	El cable consta de dos núcleos ópticos, uno interno y otro externo, que refractan la luz de forma distinta, la fibra está encapsulada en un cable protector por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.	Ø Tiene un ancho de banda ilimitado.  Ø Alcanzan grandes distancias.  Ø Tiene una seguridad ilimitada.  Ø Alta velocidad de transmisión.	Ø Tiene un elevado costo y sus conexiones son muy complicadas

No guiados:

 Ø     Infrarrojos. Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia.

 Ø     Microondas. Estas ondas viajan en línea recta, por lo que emisor y receptor deben estar alineados cuidadosamente. Tienen dificultades para atravesar edificios. Debido a la propia curvatura de la tierra, la distancia entre dos repetidores no debe exceder de unos 80 Kms. de distancia. Es una forma económica para comunicar dos zonas geográficas mediante dos torres suficientemente altas para que sus extremos sean visibles.

	TIPOS DE TOPOLOGIAS
NOMBRE	CARACTERISTICAS	VENTAJAS	DESVENTAJAS
BUS	esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación trasmite y todas las restantes escuchan	La topologia Bus requiere de menor cantidad de cables para una mayor topologia; otra de las ventajas de esta topologia es que una falla en una estación en particular no incapacitara el resto de la red.	al existir un solo canal de comunicación entre las estaciones de la red, si falla el canal o una estación, las restantes quedan incomunicadas. Algunos fabricantes resuelven este problema poniendo un bus pararelo alternativo, para casos de fallos o usando algoritmos para aislar las componentes defectuosas.
Token Bus	Se usa un token (una trama de datos) que pasa de estación en estación en forma cíclica, es decir forma un anillo lógico. Cuando una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado y luego pasa el token a otra estación, previamente designada	Asegura más equidad entre nodos. Puede enviar tramas más cortas. Posee un sistema de prioridades. Buen rendimiento y eficiencia cuando posee alta carga (velocidad de la red).	Necesita el uso de módems. Tiene un alto retardo cuando posee una carga baja (velocidad de la red). No debe usarse con fibra óptica.
ESTRELLA	Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. En este caso la red es un bus que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.	Si un PC se desconecta o se rompe el cable solo queda fuera de la red ese PC. Fácil de agregar, reconfigurar arquitectura PC. Fácil de prevenir daños o conflictos. Centralización de la red	Si el nodo central falla, toda la red deja de transmitir. Es costosa, ya que requiere más cable que las topologías bus o anillo. El cable viaja por separado del concentrador a cada computadora.
ANILLO	Es una de las tres principales topologías. Las estaciones están unidas una con otra formando un círculo por medio de un cable común. Las señalescirculan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo.	El sistema provee un acceso equitativo para todas las computadoras  El rendimiento no decae cuando muchos   usuarios utilizan la red.	Longitudes de canales El canal usualmente se degradará a medida que la red crece. Difícil de diagnosticar y reparar los problemas. Si una estación o el canal falla, las restantes quedan incomunicadas.
ARBOL	Topología de red en la que los nodos están colocados en forma de árbol. es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos	Cableado punto a punto para segmentos individuales. Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.	Se requiere mucho cable. La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado. Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo con él. Es más difícil su configuración.
MALLA	La topología de red mallada es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos.	Es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Cada servidor tiene sus propias comunicaciones con todos los demás servidores. Si falla un cable el otro se hará cargo del trafico. No requiere un nodo o servidor central lo que reduce el mantenimiento. Si un nodo desaparece o falla no afecta en absoluto a los demás nodos. Si desaparece no afecta tanto a los nodos de   redes.	El costo de la red puede aumentar en los casos en los que se implemente de forma alámbrica, la topología de red y las características de la misma implican el uso de más recursos.

REDES

Redes	Características	Ventajas	Desventajas
LAN	Capacidad de transmisión comprendida entre 1 Mbps y 1 Gbps. Extensión máxima no superior a 3 .La simplicidad del medio de transmisión que utiliza. La facilidad con que se pueden efectuar cambios en el hardware y el software.  Variedad de dispositivos conectados. Posibilidad de conexión con otras redes. Limitante de 100 m, puede llegar a más si se usan repetidores	permite compartir bases de datos, programas y periféricos como puede ser un módem, una tarjeta RDSI, una impresora, etc.  es decir, las tareas se pueden repartir en distintos nodos y nos permite la integración de los procesos y datos de cada uno de los usuarios en un sistema de trabajo corporativo. Tener la posibilidad de centralizar información o procedimientos facilita la administración y la gestión de los equipos.	Para que ocurra el proceso de intercambiar la información los PC's deben estar cerca geográficamente. Solo pueden conectar PC's o microcomputadoras.
WAN	Posee máquinas dedicadas a la ejecución de programas de usuario  Una subred, donde conectan varios hosts. División entre líneas de transmisión y elementos de conmutación (enrutadores).	Las WAN pueden utilizar un software especializado para incluir mini y macrocomputadoras como elementos de red. Las WAN no esta limitada a espacio geográfico para establecer comunicación entre PC's o mini o macrocomputadoras. Puede llegar a utilizar enlaces de satélites, fibra óptica, aparatos de rayos infrarrojos y de enlaces	Los equipos deben poseer gran capacidad de memoria, si se quiere que el acceso sea rápido. Poca seguridad en las computadoras.
MAN	El formato de los datos  como una interfaz DQDB punto-a-punto. El nivel físico del SNI es el especificado por el estándar IEEE 802.6. Las direcciones fuente y destino conforman el estándar E164, junto con la posibilidad de broadcast y multicast de direcciones E.164. Capacidad de definir Grupos Cerrados de Usuarios mediante validación de direcciones tanto en salida como en destino.	los gastos son inferiores que el de una WAN, debido a la técnica soportada y la independencia con respecto al tráfico demandado. Una MAN privada es más segura que una WAN. Una MAN es más adecuada para la transmisión de tráfico que no requiere asignación de ancho de banda fijo. Una MAN ofrece un ancho de banda superior que redes WAN tales como X.25 o Red Digital de Servicios Integrados de Banda Estrecha (RDSI-BE).	Limitaciones legales y políticas. No puede cubrir grandes áreas superiores a los 50 kms de diámetro. La tecnología más extendida para la interconexión de redes privadas de múltiples edificios es FDDI.

REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)

Cuando se llega a un cierto punto, deja de ser poco práctico seguir ampliando una LAN. A veces esto viene impuesto por limitaciones físicas, aunque suele haber formas más adecuadas o económicas de ampliar una red de computadoras. Dos de los componentes importantes de cualquier red son la red de teléfono y la de datos. Son enlaces para grandes distancias que amplían la LAN hasta convertirla en una red de área amplia (WAN). Casi todos los operadores de redes nacionales (como DBP en Alemania, British Telecom en Inglaterra o la Telefónica en España) ofrecen servicios para interconectarredes de computadoras, que van desde los enlaces de datos sencillos y a baja velocidad que funcionan basándose en la red pública de telefonía hasta los complejos servicios de alta velocidad (como frame relay y SMDS-Synchronous Multimegabit Data Service) adecuados para la interconexión de las LAN. Estos servicios de datos a alta velocidad se suelen denominar conexiones de banda ancha. Se prevé que proporcionen los enlaces necesarios entre LAN para hacer posible lo que han dado en llamarse autopistas de la información.

    

TOPOLOGIAS

 Bus: esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación trasmite y todas las restantes escuchan.

 Ventajas: La topologia Bus requiere de menor cantidad de cables para una mayor topologia; otra de las ventajas de esta topologia es que una falla en una estación en particular no incapacitara el resto de la red.

 Desventajas: al existir un solo canal de comunicación entre las estaciones de la red, si falla el canal o una estación, las restantes quedan incomunicadas. Algunos fabricantes resuelven este problema poniendo un bus pararelo alternativo, para casos de fallos o usando algoritmos para aislar las componentes defectuosas.

 Existen dos mecanismos para la resolución de conflictos en la transmisión de datos:

CSMA/CD: son redes con escucha de colisiones. Todas las estaciones son consideradas igual, por ello compiten por el uso del canal, cada vez que una de ellas desea transmitir debe escuchar el canal, si alguien está transmitiendo espera a que termine, caso contrario transmite y se queda escuchando posibles colisiones, en este último espera un intervalo de tiempo y reintenta nuevamente.

 Token Bus: Se usa un token (una trama de datos) que pasa de estación en estación en forma cíclica, es decir forma un anillo lógico. Cuando una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado y luego pasa el token a otra estación, previamente designada. Las otras estaciones no pueden transmitir sin el token, sólo pueden escuchar y esperar su turno. Esto soluciona el problema de colisiones que tiene el mecanismo anterior.

 Redes en Estrella

Es otra de las tres principales topologías. La red se une en un único punto, normalmente con control centralizado, como un concentrador de cableado.

 Redes Bus en Estrella

Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. En este caso la red es un bus que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.

Redes en Estrella Jerárquica

Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

Redes en Anillo

Es una de las tres principales topologías. Las estaciones están unidas una con otra formando un círculo por medio de un cable común. Las señalescirculan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo.

 Ventajas: los cuellos de botellas son muy pocos frecuentes

Desventajas: al existir un solo canal de comunicación entre las estaciones de la red, si falla el canal o una estación, las restantes quedan incomunicadas. Algunos fabricantes resuelven este problema poniendo un canal alternativo para casos de fallos, si uno de los canales es viable la red está activa, o usando algoritmos para aislar las componentes defectuosas. Es muy compleja su administración, ya que hay que definir una estación para que controle el token.

 Existe un mecanismo para la resolución de conflictos en la transmisión de datos:

 Token Ring: La estación se conecta al anillo por una unidad de interfaz (RIU), cada RIU es responsable de controlar el paso de los datos por ella, así como de regenerar la transmisión y pasarla a la estación siguiente. Si la dirección de cabecera de una determinada transmisión indica que los datos son para una estación en concreto, la unidad de interfaz los copia y pasa la información a la estación de trabajo conectada a la misma.

Se usa en redes de área local con o sin prioridad, el token pasa de estación en estación en forma cíclica, inicialmente en estado desocupado. Cada estación cuando tiene el token (en este momento la estación controla el anillo),  si quiere transmitir cambia su estado a ocupado, agregando los datos atrás y lo pone en la red, caso contrario pasa el token a la estación siguiente. Cuando el token pasa de nuevo por la estación que transmitió, saca los datos, lo pone en desocupado y lo regresa a la red.