Redes de Computadoras: Topologías, Tipos y Evolución

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Topologías de Red

Topología en Bus

Consta de un único cable que se extiende de un ordenador al siguiente de un modo serie. Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus.

Topología en Anillo

Sus principales características son:

1. El cable forma un bucle cerrado formando un anillo.
2. Todos los ordenadores que forman parte de la red se conectan a ese anillo.
3. Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo "paso de testigo".

Topología en Estrella

Sus principales características son:

• Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un punto central (concentrador), formando una estrella física.
• Habitualmente sobre este tipo de topología se utiliza como método de acceso al medio polling, siendo el nodo central el que se encarga de implementarlo.
• Cada vez que se quiere establecer comunicación entre dos ordenadores, la información transferida de uno hacia el otro debe pasar por el punto central.
• Existen algunas redes con esta topología que utilizan como punto central una estación de trabajo que gobierna la red.
• La velocidad suele ser alta para comunicaciones entre el nodo central y los nodos extremos, pero es baja cuando se establece entre nodos extremos.
• Este tipo de topología se utiliza cuando el trasiego de información se va a realizar preferentemente entre el nodo central y el resto de los nodos, y no cuando la comunicación se hace entre nodos extremos.
• Si se rompe un cable sólo se pierde la conexión del nodo que interconectaba.
• Es fácil de detectar y de localizar un problema en la red.

Tipos de Redes

Redes de Área Local (LAN)

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo, una oficina o un centro educativo. Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información. Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red. Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas. Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps. Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

Redes de Área Metropolitana (MAN)

Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.

Redes de Área Amplia (WAN)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto. La subred tiene varios elementos:

• Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.
• Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred. Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre. Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

Finalidad de las Redes de Computadoras

La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo general de estas acciones. Un ejemplo es Internet, la cual es una gran red de millones de computadoras ubicadas en distintos puntos del planeta interconectadas básicamente para compartir información y recursos.

Historia y Evolución de las Redes

El primer indicio de redes de comunicación fue de tecnología telefónica y telegráfica. En 1940 se transmitieron datos desde la Universidad de Darmouth, en Nuevo Hampshire, a Nueva York. A finales de la década de 1960 y en los posteriores 70 fueron creadas las minicomputadoras. En 1976, Apple introduce el Apple I, uno de los primeros ordenadores personales. En 1981, IBM introduce su primera PC. A mitad de la década de 1980 las PC comienzan a usar los módems para compartir archivos con otras computadoras, en un rango de velocidades que comenzó en 1200 bps y llegó a los 56 kbps (comunicación punto a punto o dial-up), cuando empezaron a ser sustituidos por sistemas de mayor velocidad, especialmente ADSL.

Tipos de Cables de Red

UTP (Unshielded Twisted Pair)

Unshielded Twisted Pair (par trenzado sin blindaje): Es por lo general no protegido, simplemente están aislados con un plástico PVC, por lo tanto sujetos a la interferencia electromagnética, con una longitud máxima de 100 metros, más longitud provocaría una pérdida de información y de la señal. Suele ser el más utilizado y recomendado, por sus costes y manejo, para el hogar y conexiones locales en empresas.

Fibra Óptica (Optics Fiber)

Es otro tipo de tecnología, muy eficiente en comparación con los tipos de cables anteriores, está formado por un par de cables de fibra de vidrio (uno para transmisión y otro para recepción) cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor.

Cable Coaxial (Thinnet coaxial)

Cable coaxial con un diámetro de aproximadamente 0,6 cm y el cual puede transportar datos hasta una distancia de 180 metros. El cable estándar es RG58 / U con un núcleo de cobre sólido, mientras que el alma RG58A / U con multifilamento trenzado y finalmente RG58C / U que se utiliza para las especificaciones militares.

Redes Inalámbricas vs. Redes Alámbricas

Ventajas de una Red Inalámbrica

• Evitas la instalación de nodos, lo que conlleva cables, canaletas, perforaciones ductos, etc.
• Si tienes un equipo portátil, tienes movilidad por todo el rango de cobertura de la red inalámbrica.
• Obviamente es menos costosa.

Desventajas de una Red Inalámbrica

• El ancho de banda se divide entre todos los usuarios que se encuentren, lo que afecta el rendimiento de la red.
• Eres más susceptible a ataques por la red.
• Es más fácil obtener tu contraseña de acceso a Internet, o información confidencial.
• Personas ajenas a la red podrían recibir la señal y pirateársela.

Ventajas de una Red Alámbrica

• Puede llegar a ser muchísimo más rápida la conexión, que una inalámbrica.
• El rendimiento es mucho mejor.
• Tus datos e información confidencial están más seguros.

Desventajas de una Red Alámbrica

• Más caro implementarla.
• Rompe con la estética del lugar.
• Requiere un mayor mantenimiento.
• Si tienes una conexión en anillo, si un equipo falla todos los demás también lo harán, cosa que en una inalámbrica no pasa.

Internet: La Red de Redes

Internet es un conjunto formado por miles de redes de todo el mundo que están conectadas entre sí. El nombre de Internet deriva de las palabras en inglés Interconnected Networks (interconexión de redes). Sus orígenes se remontan a 1969, cuando se estableció la primera conexión de computadoras, conocida como ARPANET, entre tres universidades en California y una en Utah, Estados Unidos.

Lo que motivó la creación de esta red fue la necesidad de la organización ARPA (hoy DARPA) de buscar mejores maneras de usar las computadoras de ese entonces, por eso investigadores, científicos, profesores y estudiantes se ven beneficiados ya que esta red permitió la comunicación con otras instituciones, así como la posibilidad de consultar la información disponible en otros centros académicos y de investigación. De igual manera, disfrutan de la nueva habilidad para publicar y hacer disponible a otros la información generada en sus actividades.

La Revolución de Internet

El Internet ha revolucionado al mundo. Desde 1969 que se realizó la primera conexión entre los ordenadores de Standford y UCLA, cuando también nació ARPANET (Advance Research Projects Agency Network). Inicialmente Internet tenía un objetivo claro: búsquedas de información generalmente, pero sin duda el crecimiento o más bien la incorporación de tantas personas a la red hace a un planeta conectado entre sí entre todos sus miembros. El Internet ha evolucionado cada día más y se convirtió en un despertar de intenciones que jamás antes la tecnología había logrado en la población mundial.