PDF de programación - Historia y Conceptos Generales - Definición, Clasificación de Redes y Topologías

Historia y Conceptos
Generales

Definción, Clasificación de Redes y
Topologías



Antecedentes

 Evolución de la tecnología (aparición de los

sistemas de cómputo modernos: ENIAC,
EDVAC, UNIVAC, etc.)

 Los sistemas de cómputo permitieron

almacenar gran cantidad de datos y al mismo
tiempo, analizarlos y procesarlos con
diversos fines



Antecedentes

 Al reducirse los costos de un sistema de cómputo,
éstos fueron adquiridos por diversos sectores de la
población (educación, industria, militar, etc.)

 Desaparece el modelo de “una sola computadora” y

surge en su lugar el modelo de “varias
computadoras”, las cuales atienden las tareas de
una empresa u organización

 Surge la necesidad de compartir los datos

contenidos en sistemas de cómputo independientes



Antecedentes

 La evolución en las tecnologías de

comunicación permitió conectar a varios
sistemas de cómputo independientes,
logrando compartir los datos que cada uno
de ellos pudiera contener

 A partir de entonces, surgen las Redes de

Computadoras



Antecedentes

 Las redes tuvieron un gran impulso gracias a la

investigación realizada para el proyecto ARPAnet,
iniciada desde 1960 con el desarrollo de TCP / IP

 Objetivo: lograr una comunicación robusta, a pesar

de que los enlaces fallaran.

 Desarrolladores: RAND corporation, M. I. T., U. C.

L. A.

 En 1969 empieza a funcionar formalmente

ARPANET.



Definición

 Una Red de Computadoras es una colección

de computadoras autónomas
interconectadas entre sí por algún medio, ya
sea guiado (algún tipo de cable físico) o no
guiado (microondas, señales satelitales, etc.)
 Objetivo: compartir los recursos disponibles

(datos y procesamiento)



Objetivos de una Red

 Lograr que los recursos (programas, equipo y datos)

estén disponibles para cualquier usuario dentro de
la red, sin importar su localización física

 Alta confiabilidad, atendiendo peticiones a pesar de

que ciertos recursos físicos fallen

 Reducción de costos. Los equipos de computo
pequeños son económicos y fáciles de instalar

 Proporcionar un medio de comunicación confiable



Aplicaciones

 Usos militares, bancarios, de tráfico aéreo,

seguridad de reactores nucleares, etc. (redes
enfocadas a la eficiencia corporativa)

 Acceso a datos remotos (ftp, telnet, www...)
 Comunicación persona a persona (correo

electrónico, video conferencia...)

 Entretenimiento (juegos interactivos,

películas...)



Repercusiones

 No existe un control estricto sobre el
contenido de los datos que se puede
transmitir a través de una red.

 Repercusiones sobre el trato persona a

persona

 Violación de los derechos intelectuales
 Plagio electrónico (cuentas bancarias,

violación de datos secretos, ...)



Retos

 Lograr integrar diversas tecnologías de

redes, con el fin de que se puedan
comunicar satisfactoriamente computadoras
que utilicen medios de transmisión diferentes

 Buscar un alto nivel de confiabilidad
 Lograr buenos esquemas de administración

(configuración, desempeño, seguridad)



Sistema de Comunicación

 Elementos: emisor, mensaje y receptor
 Mensaje: Datos que se desean enviar a otro ente
 Emisor: Ente que envía un mensaje. Prepara a los

datos para ser enviados por el medio, tanto en
calidad como en cantidad. El mensaje se puede
enviar en banda base o modulada

 Medio: Elemento a través del cual se envía el

mensaje

 Receptor: Ente que recibe la información



Características del Medio

El medio tiene dos variables importantes:
 Velocidad de transmisión: se mide en

bits/seg

 Ancho de banda: rango de frecuencias en las

que opera la señal
Problemas del Medio:
 Distorsión
 Atenuación (pérdida de señal)
 Ruido (interferencia)



Modos de Transmisión

Dependiendo del medio, la transmisión puede

ser:

 Simplex: la comunicación es unidireccional.

El flujo de datos siempre es del emisor al
receptor

 Half duplex: se puede transmitir o recibir

datos por el mismo medio, pero no al mismo
tiempo

 Full duplex: se puede enviar y recibir datos

por un medio al mismo tiempo



Elementos en una Red de
Computadoras
 Las Redes de Computadoras son una clase

de Red de Comunicación

 Los elementos en una Red de Computadoras

suele dividirse en dos grupos: nodos y
enlaces

 Nodos: puntos donde se emite, retransmite y

recibe datos

 Enlaces: medios por los cuales viajan los

datos de un nodo a otro



Dos enfoques de
Comunicación
Circuitos conmutados (orientada a la
conexión)
Conmutación de paquetes (sin conexión)
El sistema de Conmutación de Paquetes es la
técnica que normalmente se usa para
interconectar varios sistemas de cómputo,
debido a su bajo costo.
Aquí, se fragmentan los datos en paquetes



Tecnologías de Transmisión

 Redes de difusión: caracterizada por contar

con un solo canal de comunicación
compartido por todas las computadoras
 Redes punto a punto: caracterizada por

conexiones directas entre pares de
computadoras. Existe un canal exclusivo
entre dos computadoras



Redes de Difusión

 Los mensajes (paquetas) enviados por una

máquina son recibidos por todas las
máquinas conectadas al segmento de red

 Cada paquete tiene una dirección de destino
y la máquina que coincida en esta dirección,
es la que procesa el paquete. El resto ignora
al paquete.



Redes de Difusión

Tres formas de comunicación:
 Unicast: cuando un dispositivo desea enviar

un mensaje solo a otro dispositivo

 Multicast: cuando un dispositivo desea enviar

un mensaje a un conjunto de dispositivos

 Broadcast: cuando se desea enviar un

mensaje a todos los dispositivos



Redes Punto a Punto

 Un paquete puede visitar varias

computadoras antes de llegar a su destino
 Posibilidad de seguir varias rutas al destino
 Objetivo: buscar la ruta más cercana y

menos congestionada

 Son necesarios algoritmos de ruteo

(encaminamiento)



Concepto de Topología

 Topología se refiere a la forma que tiene la red, ya

sea física o lógica

 Existen cinco topologías básicas:

 Bus
 Anillo
 Estrella
 Árbol
 Malla

Nota: se pueden mezclar topologías físicas y lógicas

(híbridas)



Topología de Bus

 Configuración

multipunto donde un
único enlace es
compartido por todos
los medios

 Ventajas: bajo costo
 Desventajas: poco

confiable, susceptible a
colisiones, cuellos de
botella...



Topología de Anillo

 Cada computadora tiene un
enlace punto a punto con las
computadoras vecinos,
formando un circulo. Los
datos fluyen en una dirección

 Ventajas: se aprovecha mejor

el medio, tasas de
transferencia más altas que
en bus

 Desventaja: más caro. Dos

dispositivos de conexión
(módem, NIC’s) por máquina



Topología de Estrella

 Requiere de un dispositivo
especial (concentrador) en
el cual se conectan todas
las computadoras
 Ventajas: robusta,

aprovecha la capacidad de
transmisión

 Desventajas: de mayor
costo; dependencia del
dispositivo concentrador ya
sea activo o pasivo



Dispositivo Concentrador en
la Topología Estrella
Dos tipos de dispositivos
 Activos: un concentrador activo realiza las

funciones de encaminamiento

 Pasivos: normalmente llamados hubs.

Funcionan como si se conectara todos los
dispositivos físicos a un mismo enlace. Por
ello, si una máquina escribe sobre su enlace,
las demás no pueden transmitir



Topología de Árbol

 Se logra conectando

varios concentradores
entre si para unir a
varios segmentos de
red

 Si los concentradores

son pasivos, la
topología lógica será la
de bus

 Es la topologías más

frecuente en redes LAN



Topología de Malla

 También conocida

como “completamente
conectada”. Existe una
conexión punto a punto
entre cada máquina

 Ventajas: sumamente

robusta. Acceso
múltiple

 Desventajas: muy

costosa por la cantidad
de NIC’s y cableado
necesario



Clasificación

 Las Redes de Computadoras se clasifican en

base a dos criterios:
 La tecnología de transmisión usada, asociada a la

forma en que se hace uso del medio para
transmitir los datos (difusión, punto a punto)

 La dimensión de la Red, basada en la cobertura

física que tiene la red



Clasificación en base a la
Dimensión de la Red
 LAN: Redes de área local. Destinadas para

cubrir pequeñas distancias (un edificio
corporativo, un campus de una Universidad,
etc...)

 Tres características fundamentales: tamaño,

tecnología de transmisión, topología

 Propagación rápida de paquetes (microseg)



Red Lan



En base a la Dimensión de la
Red
 MAN: Versión ampliada de una LAN
 Normalmente se basa en la misma

tecnología que una LAN

 Se distingue este tipo de categoría, ya que

ha adoptado un estándar propio, llamado
DQDB (distributed queue dual bus)



Red MAN

Bus A

Dirección en el flujo del bus A

Bus B

Dirección en el flujo del bus B



En base a la Dimensión de la
Red

 WAN: Se extienden sobre áreas geográficas

extensas

 Para comunicarse un host con otro, se hace acceso

a un a subred, la cual une a las redes locales

 Generalmente, una subred consta de:

 Líneas de transmisión, llamados circuitos, canales o

troncales

 Elementos de Conmutación, que son computadoras

especializadas que encaminan a los paquetes



Red WAN

enrutador



Subred



Red Local

Topologías para las Subredes

Estrella

Anillo

Árbol

Completamente

Conectada



Intersección de Anillos

Irregular



Análisis Comparativo

 LAN: más rápidas, más tolerantes a fallas,
con una acceso generalmente de broadcast
o difusión. Limitado alcance geográfico
 MAN: redes de mayor cobertura; mayor

retardo en la transmisión; buena velocidad
de transmisión

 WAN: gran alcance geográfico, más

susceptibles a errores en la transmisión y
retardo de propagación