Unidad_1._FUNDAMENTOS DE REDES.pdf

Fundamentos de redes

Programa desarrollado

Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Telemática

Cuarto Cuatrimestre

División:

Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología

Ingeniería en Telemática

Programa de la asignatura:


Clave

220920415 / 210920415



Ciencias Exactas, Ingeniería y Tecnología | Telemática 1

Unidad 1. Conceptos generales

Presentación de la unidad

Propósitos

Competencia específica

1.1. Antecedentes

1.1.1. Ambientes previos a las Redes de cómputo

1.1.2. Islas de automatización

1.1.3. Primeros intentos en el desarrollo de las Redes de cómputo

Actividad 1. Línea del tiempo

1.2. Redes de cómputo

1.2.1. Ambientes de cómputo

Actividad 2. Dispositivos de red y medios de transmisión

1.2.2. Clasificación y características de las Redes de cómputo

Actividad 3. Clasificación y topología de redes

1.2.3. Servicios de las Redes de cómputo

Autoevaluación

Evidencia de aprendizaje. Diagrama tu red

Autorreflexión

Cierre de la unidad

Para saber más…

Fuentes de consulta




Unidad 1. Conceptos generales

Presentación de la unidad

La presente unidad contiene elementos teóricos para conocer los elementos básicos que

hacen posible las comunicaciones, la clasificación de las redes de cómputo y sus

características, así como los servicios que nos proporcionan.

Además presenta un panorama general de la evolución de las telecomunicaciones para

resaltar su importancia en los diferentes ámbitos en que incursionamos: en nuestra vida

cotidiana, laboral y en la forma en que aprendemos.

Propósitos

Al finalizar la unidad:

1. Comprenderás el contexto histórico del desarrollo de las redes de computadoras.

2. Reconocerás los elementos de una red de cómputo que hacen posible la

comunicación.

3. Conocerás la clasificación general de las redes de cómputo.

Identificarás las características y diferentes topologías de red.

Competencia específica

Describir los tipos de redes de cómputo utilizados para la transmisión de información,

mediante la revisión de las topologías existentes

1.1. Antecedentes

Las telecomunicaciones son importantes para el crecimiento de las tecnologías,

negocios, relaciones sociales, educación, entre otros. Y debido constate intercambio de

información de las empresas, surgió la necesidad de sistemas que se comunicarán a

través de las red, en donde varios usuarios pudieran hacer uso de la información, agregar,

modificar y borrar. Sin importar dónde y cuantos usuario accedieran a la información.

Para construir una red es necesario conocer qué tipo de red se va implementar, y para

conocer qué tipo de red se va implementar es necesario analizar las necesidades de los

usuarios y el alcance que se quiere que tenga la red, y escoger una Red de Área Local

(LAN) o una Red de Área Metropolitana (WAN). Además es necesario conocer que tipos




de dispositivos, medios de trasmisión y servicios se van a utilizar para implementar la red.

Y que cumpla con las necesidades de la empresa y los usuarios. Pero esto temas se

explicara más adelante.

1.1.1. Ambientes previos a las redes de cómputo

La comunicación es un elemento esencial para la existencia humana. A través de la

historia el hombre ha utilizado varios métodos de comunicación, el más antiguo y más

utilizado es la comunicación persona a persona. En la actualidad existe una gran

diversidad de formas para comunicarnos sea por teléfono, carta, correo electrónico,

videollamadas que permite comunicarnos sin importar la distancia, ubicación geográfica y

barreras físicas.

La tecnología ha desarrollado avances en la comunicación para que sea más dinámica y

así se pueda tener mayor interacción, agregando voz, video, imágenes, texto y

multimedia. Sin embargo, las primeras redes carecían de muchos recursos, lo cual hacia

que la comunicación fuera muy limitada porque las redes tenían que estar conectados

directamente.

La redes han cambiado la forma de vivir, aprender y trabajar.




Las redes han influido en:

La manera de vivir, ayuda a mejorar la calidad de vida. En internet podemos

encontrar servicios que nos ayudan a tomar decisiones, como bancas electrónicas,

condiciones de tráfico, pronóstico del tiempo y noticias del mundo.

Las redes respaldan la forma en que vivimos.

Educación: Las instituciones se esfuerzan continuamente para mejorar los

procesos de aprendizaje y facilitar a los alumnos que adquieran conocimiento. Las

redes han permitido enriquecer la forma de aprender a los estudiantes, mediante

materiales interactivos y dinámicos que incluyen actividades, evaluaciones y

asesorías.

E-learning se denomina al aprendizaje electrónico a distancia utilizando

herramientas o aplicaciones de hipertexto (correo electrónico, páginas web, foros




de discusión, mensajería instantánea) que sirven de apoyo en los procesos de

enseñanza-aprendizaje.

Las redes nos ayudan en la forma de aprender, por medio de varias herramientas.

En el trabajo: Ofrece una integración entre funciones y organizaciones, sin

importar la distancia entre ellos. El objetivo es compartir recursos, programas y

que los datos estén disponibles en la red, sin importar el lugar y los usuarios.

Las organizaciones hacen uso de intranets, redes privadas que les permite

comunicarse, compartir datos entre los miembros de una organización y entre las

sucursales. También hacen uso de redes denominadas extranets dirigidas a

personas, proveedores, fabricantes o sea todo lo externo a la organización.

Las compañías trabajan en red, principalmente por las siguientes razones:

• La confiabilidad, integridad y seguridad con que se manejan los datos.

• Ahorrar dinero, el acceso a la información puede ser de manera remota. La

comunicación puede ser de persona a persona, por medio de

videoconferencias.




Las redes han cambiado la forma de trabajar.

1.1.2. Islas de automatización

Las primeras computadoras consistían de una unidad central de procesamiento (CPU);

muy poca memoria de acceso aleatorio (RAM); y algunas unidades de almacenamiento

como cintas magnéticas, dispositivos de salida como la impresora, dispositivos de entrada

como lectores de tarjetas perforadas y consolas de operación.

Así fue como las computadoras comenzaron a manejar datos y análisis de datos. Pero el

proceso era muy limitado. Por lo tanto, la tecnología avanzó para dar solución a esta

problemática desarrollando nuevos sistemas operativos, permitiendo a los usuarios

compartir el CPU desde terminales separadas.

Más tarde, la tecnología desarrollo terminales que se conectaran a mainframes a través

de la red pública y líneas dedicadas. Y se crearon nuevos procesadores llamados FEP’s

(Front-EndProcessors) desarrollados para que se encargaran en el procesamiento de las

comunicaciones.




Pero existía un gran problema para las empresas, no existía una estandarización para las

interoperabilidad entre sistemas de diferentes fabricantes. Por lo tanto, estaban obligados

a consumir sistemas de la misma compañía.

Con el desarrollo de los circuitos integrados, los sistemas de cómputo se volvieron más

pequeños, poderosos, especializados y económicos. Las empresas comenzaron a

organizar diferentes grupos dependiendo su funcionabilidad, como sistemas de bases de

datos, contabilidad, ventas con el objetivo de formar islas automatizadas, pero existía un

problema no podían fácilmente comunicarse ni compartir datos entre grupos (islas). Era

necesaria una solución de interconexión de islas, enlazar estas islas a través de sistemas

de comunicación que permitan el flujo de la información entre ellas.

El desarrollo de estándares de interoperabilidad para sistemas hardware y software

aceleró el crecimiento de las redes de comunicaciones y de datos. Las organizaciones

como la IEEE (Institute of ElectricalElectronics and Engineers) apoyaron los objetivos de

la ISO (International StandardsOrganization) por establecer redes a nivel mundial que

pudieran interactuar. Promulgaron una amplia variedad de estándares que fueron

implementados por la gran mayoría fabricantes de equipo de cómputo y desarrolladores

de software. Por esa razón en la actualidad las redes de computadoras transfieren datos

rápidamente entre equipos diferentes.

Una isla de Automatización

Internet se ha convertido en una “red de redes”, es decir, una red que no solo conecta

computadoras, sino que también interconecta redes de computadoras entre sí. Por lo

tanto, una red de computadoras es un conjunto de máquinas que se comunican a través

de algún medio (cable coaxial, fibra óptica, radiofrecuencia, líneas telefónicas, etc.) con el

objeto de compartir recursos.




Internet es una red de redes.

Actualmente las empresas utilizan internet, porque aumentan la productividad, ahorran

gastos y tiene mejor cobertura sin importar la zona geográfica. Las redes son parte

fundamental para las empresas, y el constante crecimiento de ellas ha forzado a

desarrollas tecnologías que estén en la red de internet.

Sin embargo, cuando las redes comenzaban a implementarse tenían varios problemas

debido a que las primeras computadoras que salieron al mercado, cada fabricante creaba

software y hardware exclusivamente para su marca, lo que provoco que muchas de las

computadoras no fueran compatibles con otras marcas. Debido a esta problemática,

organizaciones comenzaron han desarrollar estándares para que la comunicación entre

redes fueran compatible.

1.1.3. Primeros intentos en el desarrollo de las Redes de cómputo

En los tres últimos siglos han surgido nuevas tecnologías, las cuales han dado un giro a la

tecnología. En el siglo XVIII fue la época de los sistemas mecánicos en la Revolución

Industrial. En el siglo XIX fue la era de las máquinas de vapor. En el siglo XX surgen las

redes telefónicas, invención del radio, televisión, las industrias de computadoras y los

satélites de comunicación.




En la década de 1940, las computadoras eran enormes dispositivos electromecánicos,

que utilizaban tubos al vacío para procesar los datos por medio del lenguaje máquina. En

la década de 1950 las computadoras redujeron el tamaño porque usaban transistores que

eran más pequeños y confiables, y utilizaban tarjetas perforadas, estas eran utilizadas por

universidades en EU. A fines de esta década, se hacía uso del circuito integrado

reduciendo aún más el tamaño, aumentando la velocidad y más eficientes.

Durante la década de 1960, las computadoras seguían utilizando circuitos integrados, y

los mainframes con terminales .Hacia fines esta década, muestra gran auge la fabricación

de software y las minicomputadoras a comparación de las versiones pasadas. En 1977,

Apple presentó el microcomputadora, conocido también como computadora personal. Y

en1981, IBM presentó su primera computadora personal.

A mediados de la década de 1980 la microelectrónica mejora la capacidad, velocidad y

eficiencia de las computadoras al mismo tiempo que al paso de tiempo el tamaño es cada

vez menor. Las comunicaciones eran punto a punto o de acceso telefónico.

Posteriormente, se crearon comunicaciones por medio de punto central con conexión

telefónica. De esta manera, los usuarios podían enviar mensajes, descargar información

por medios de archivos.

A partir de la década de 1960 hasta la década de 1990, el Departamento de Defensa de

Estados Unidos (DoD) desarrolló e implemento redes de área amplia (WAN) para uso

militar y científico, lo que caracterizaba a estas redes es que tenían mayor alcance y

confiabilidad. A diferencia de las redes punto a punto (peer-to-peer), hacía uso de rutas

para transmitir los datos de la mejor forma a otra computadora, además se podían

transmitir datos a varias computadoras a la vez. Convirtiendo se en un gran éxito, esta

tecnología llego a convertirse en lo que ahora es Internet.

A continuación se mostrará una línea del tiempo.

CRONOGRAMA HISTÓRICO

Año Acontecimiento

Década de 1890 Década caracterizada por el surgimiento del teléfono, y su rápida expansión.

1873 James C. Maxwell desarrolla las matemáticas a las teoría de las comunicaciones

1876 Surge la telefonía, la mayor contribución en las telecomunicaciones. Además se le otorga la patente a Alexander Graham Bell

Antes de 1900 Comunicaciones de larga distancia a través de mensajeros, jinetes, señales de humo, palomas mensajeras y telégrafo.

1901 Primera transmisión inalámbrica transatlántica de Marconi.




Década de 1920 Década caracterizada por tecnologías como la Radio (AM y FM) y la Telefonía. Además surge, la Televisión desarrollada por investigadores de los EU, Unión Soviética y Gran Bretaña.

Década de 1940 La Segunda Guerra Mundial provoca el auge de la radio y el desarrollo de las microondas.

1947 Inventan el transistor de estado sólido (semiconductor) por Shockley, Bardeen y Brattain.

1948 Claude Shannon presenta un artículo titulado “Teoría matemática de las comunicaciones”.

Décadas de 1950 Invención de los circuitos integrados. Y se establece el primer enlace vía microondas, permitiendo transferir altos volúmenes de datos y a grandes distancias.

1957 El Departamento de Defensa de Estados Unidos crea ARP.

Décadas de 1960 Computadoras Mainframe.

1962 Paul Baran de RAND trabaja en redes de “conmutación de paquetes”.

1967 Larry Roberts publica el primer informe de ARPANET.

1969

ARPANET, una organización del Departamento de Defensa de los Estados unidos, conformado por equipo de investigadoresy científicos para hacer investigaciones enfocadas a redes de computadoras. Pisteramente, se establece en UCLA, UCSB, U-UTHA y Stanford.

Década de 1970 Uso generalizado de los circuitos digitales integrados y PC digitales.

1970 La universidad de Hawaii desarrolla ALOHANET. Canadá y EU desarrollan satélites para comunicarse dentro de Norteamérica.

1972 RayTomlison crea un programa de correo electrónico para enviar mensajes.

1973 Bob Kahn y VintCerf empiezan a trabajar en lo que ahora se conoce como el protocolo TCP/IP.

1974 BBN abre Telnet, la primera versión comercial de ARPANET.

Década de 1980 Uso generalizado de las computadoras personales y de las microcomputadoras basadas en Unix. Nace la telefonía celular.

1981 Se asigna el término de Internet a un conjunto de redes interconectadas.

1982 ISO lanza el modelo y los protocolos OSI; los protocolos desaparece pero el modelo ejerce gran influencia.

1983 El protocolo TCP/IP se convierte en el lenguaje universal de Internet. ARPANET se divide en ARPANET y MILNET.

1984 Se funda Cisco Systems; comienza el desarrollo de gateways y routers. Se introduce el servicio de denominación Dominio.




1990 ARPANET se convierte en Internet.

1991 Se crea World Wide Web (WWW). Tim Berners-Lee desarrolla el código para WWW.

1994 Se presenta el navegador de Web Netscape Navigator.

1999 La red de Backbone Internet 2 implanta IPv6. Las empresas más importantes se lanzan a la convergencia entre video, voz y datos.

2001 La cantidad de usuarios de Internet superó los 110 millones.

Actividad 1. Línea del tiempo.

En esta primera actividad interactiva trabajarás primero de manera individual y

posteriormente la desarrollarás en un foro de discusión de manera grupal.

Previo a tu ingreso deberás elaborar una línea del tiempo con el software de tu

preferencia en la que incluyas10 de los eventos que consideres más importantes en la

evolución de las redes y expliques brevemente el contexto histórico de cada uno de

ellos.

Para realizar tu línea del tiempo, te sugerimos los siguientes recursos:

En el siguiente vínculo encontrarás una reseña de software para elaborar líneas

de tiempo con especificaciones de idioma, tipo y número de licencias.

Eduteka.org: http://www.eduteka.org/modulos/4/109

El siguiente es un vínculo para elaborar un script de una línea de tiempo.

http://infodisiac.com/Wikipedia/EasyTimeline/Introduction.htm

Da un nombre a tu producto que esté claramente relacionado con la actividad. Verifica

que pueda ser consultado en línea y que el vínculo este correctamente direccionado.

Entonces, accede al foro desde al aula virtual y realiza lo que ahí se te indica.

1.2. Redes de cómputo

Para el estudio de este tema es importante que tengas presente que una red de cómputo

es un conjunto de computadoras autónomas interconectadas. Se dice que dos

computadoras están interconectadas si pueden intercambiar información. No es necesario

que la conexión se realice mediante un cable de cobre; también se pueden utilizar fibras

ópticas, las microondas, los rayos infrarrojos y los satélites de comunicaciones. Las redes

http://www.eduteka.org/modulos/4/109

http://infodisiac.com/Wikipedia/EasyTimeline/Introduction.htm




tienen varios tamaños, formas y figuras. En una red de computadoras los usuarios están

expuestos a las maquinas reales, y el sistema no hace ningún intento porque las

maquinas se vean y actúen de manera similar. Si las maquinas tienen hardware diferente

y distintos sistemas operativos, eso es completamente transparente para los usuarios.

Dentro de los objetivos más importantes de una red de cómputo se encuentran los

siguientes:

Compartir recursos: hacer que todos los programas, el equipo, y en particular, los

datos estén disponibles para todos los que se conecten a la red,

independientemente de la ubicación física, del recurso y del usuario.

Medio de comunicación: poder comunicarse con cualquier persona conectada a la

red a través de correo electrónico, chat, videoconferencia, etc.

Comercio electrónico: las líneas aéreas, librerías, vendedores de música y muchos

otros proveedores han descubierto que muchos consumidores prefieren realizar

sus compras desde casa.

Entretenimiento: redes sociales, juegos en línea, canales de video, blogs, etc.

1.2.1. Ambientes de Cómputo

La comunicación en la vida cotidiana tiene diferentes formas y existe en muchos entornos.

Poder comunicarse en forma confiable con todos en todas partes es de vital importancia

para nuestra vida personal y comercial. Para realizar el envío de los mensajes que se

intercambian entre las personas de todo el mundo se utiliza una Web de redes

interconectadas. Una red son múltiples computadoras conectadas entre ellas que utilizan

un sistema de comunicaciones. El objetivo de una red es que las computadoras se

comuniquen y compartan archivos.

Estas redes de información o datos varían en tamaño y capacidad, pero todas están

compuestas por cuatro elementos básicos:

Reglas: normas y acuerdos para regular cómo se envían, redireccionan, reciben e

interpretan los datos.

Mensajes: unidades de información que viajan de un dispositivo a otro.

Medio: forma de interconectar los dispositivos y transportar los mensajes de un

dispositivo a otro.

Dispositivos: aparatos de la red que cambian mensajes entre sí.




La estandarización de los distintos elementos de la red permite el funcionamiento conjunto de

equipos y dispositivos creados por diferentes compañías (Cisco, CCNA Exploration 4.0, Cap. 1,

1.3.1.1 Comunicación a través de redes).

Dispositivos de Red

Computadora: Dispositivo que puede compartir información y otros recursos con

otras computadoras al estar conectadas a través de una red. Los recursos son

herramientas o datos que necesitan los usuarios, incluyendo componentes como

impresoras, escáneres, aplicaciones o archivos de datos.

Servidor:Dispositivo que comparte sus recursos e información con cualquier otra

computadora de la red. Generalmente es el más potente en comparación con el

resto de las computadoras.

Teléfono IP:Dispositivo que permite realizar llamadas telefónicas utilizando Internet

o cualquier red IP.




Switch: Dispositivo que funciona en el ámbito de capa 2 (MAC), procesa las

direcciones MAC en una LAN y no modifican el contenido del paquete.

Inspecciona la dirección fuente y destino del paquete (MAC Address) para

determinar la ruta de conmutación.

Firewall: Dispositivo que funciona como un embudo por el que pasan los datos que

circulan por una red, manteniendo en control a los usuarios restringidos o

malintencionados tales como hackers, vándalos y espías. Un firewall también sirve

para alertar al administrador de un posible ataque o fuga de seguridad, para así,

bridar la oportunidad de actuar a tiempo para poder determinar, cerrar o aislar el

posible ataque, fuga o problema, y de ser necesario apagar y reiniciar toda la red.

Router: Dispositivo que encamina tráfico desde una red conectada a uno de sus

puertos hacia otra red conectada en otro de sus puertos. El router es un dispositivo

que trabaja a nivel de red. Para ello necesita: saber la dirección destino, identificar

las fuentes de la información encaminada, descubrir las rutas y mantener y

verificar la información de routing.




Router inalámbrico: Dispositivo que permite interconectar redes inalámbricas

(WLAN). Al igual que un router alámbrico se encarga de encaminar el tráfico de

datos de una red a otra.

Nube: Representación de recursos y servicios informáticos, tales como

infraestructura, plataforma y aplicaciones, ofrecidos y consumidos a través de

Internet.

Enlace Serial: Representación de interconexión de redes de área extensa (WLAN).

Enlace Ethernet: Representación de interconexión de redes de área local (LAN).

Medios de Transmisión

Par trenzado

Descripción física




El par trenzado consiste en dos hilos de cobre, cada uno recubierto con un dieléctrico

coloreado, son trenzados para formar un par trenzado. Múltiples pares trenzados se

fabrican sobre la misma funda o cubierta, para formar un cable de par trenzado.

Variando la longitud de las trenzas de los pares que comparten la misma cubierta, la

posibilidad de interferencia o diafonía entre dichos pares se reduce.

El cable de par trenzado se ha usado desde los inicios de las transmisiones de señales;

de hecho, las primeras señales telefónicas usaban un cable de par trenzado de similares

características al que se usa hoy en día, con la diferencia que estas señales eran de baja

velocidad y ancho de banda y hoy en día se pueden alcanzar velocidades de transmisión

sobre par trenzado de cobre de hasta 10Gbps.

Algunos cables de par trenzado contienen una lámina o pantalla de metal para reducir la

interferencia electromagnética (EMI). EMI es causada por señales radiadas procedentes

de motores eléctricos, líneas eléctricas de potencia, estaciones de radio y radar, etc.

Aplicaciones

El par trenzado es el medio más usado en las redes de telefonía, así como en redes de comunicación dentro de edificios.

Cable coaxial


El cable coaxial tiene un conductor central recubierto por un material no conductor

denominado dieléctrico, o simplemente aislante. El dieléctrico se recubre con una pantalla

conductora envolvente a menudo en forma de malla. El material dieléctrico evita una

conexión eléctrica entre el conductor central y la pantalla. Finalmente, el coaxial está

protegido por un recubrimiento generalmente de PVC. El conductor interior transporta la

señal de RF, y la pantalla evita que la señal de RF sea radiada a la atmósfera, así como

impide que posibles señales externas interfieran con la que está siendo transmitida por el

cable. Otro hecho interesante es que las señales eléctricas de alta frecuencia siempre




viajan a lo largo de la capa exterior del conductor central: cuanto más grande el conductor

central, mejor va a ser el flujo de la señal. Esto se denomina “efecto pelicular”.

Aplicaciones Su uso es muy común en televisión, aunque también es posible encontrarlo en redes de

área local y telefonía a gran distancia. En la actualidad viene sustituyéndose

progresivamente por la fibra óptica, las microondas terrestres y las comunicaciones vía

satélite debido, a que se requiere menos cantidad de repetidores. Entre las ventajas de su

utilización cabe citar que se logra una alta inmunidad a ruido, interferencias, etc. Además,

posee un gran ancho de banda (alrededor de 500 MHz) inconveniente que ha provocado

que haya sido sustituido en LANs, gradualmente por pares trenzados debido a su poca

flexibilidad y dificultad de manipulación

Fibra Óptica


La fibra óptica es una nueva tecnología de cable que se utiliza para la instalación de redes

locales. Consiste en un núcleo central muy delgado de vidrio con alto índice de refracción

de luz. Alrededor de este núcleo hay un revestimiento también a base de vidrio pero con

índice de refracción más bajo que protege al núcleo de contaminación y provoca el

fenómeno de reflexión interna, es decir, que cuando un rayo de luz (información) entra por

un extremo del cable no se disipa hacia el exterior sino que mediante reflexiones

sucesivas dentro del núcleo se propaga hasta el otro extremo de la fibra. El núcleo y el

revestimiento están cubiertos por varias capas que tienen diferentes funciones cada una,

por ejemplo: aislamiento contra humedad, amortiguamiento, esfuerzo a tensión,

protección aislante, etcétera.




Existen tres razones básicas para emplear la fibra óptica:

1. Si las grandes distancias son un factor considerable en la implantación de una red

local.

2. Si se necesita alta capacidad y un gran ancho de banda.

3. Si el ambiente de trabajo es demasiado hostil en cuanto ruido e interferencia.

Microondas Terrestres

Descripciónfísica

La antena más común en las microondas es la de tipo parabólico. El tamaño típico es de

un diámetro de 3 metros. Esta antena se fija rápidamente, y en este caso, el haz estrecho

debe estar perfectamente enfocado hacia la antena receptora. Las antenas de

microondas se sitúan a una altura apreciable sobre el nivel del suelo, para con ello

conseguir mayores separaciones posibles entre ellas y para evitar posibles obstáculos en

la transmisión.Para llevar a cabo transmisiones a larga distancia, se utiliza la

concatenación de enlaces punto a punto entre antenas situadas en torres adyacentes,

hasta cubrir la distancia deseada (Stallings, 2004, p. 113).

Aplicaciones

El uso principal de los sistemas de microondas terrestres son los servicios de

telecomunicación de larga distancia. Para una distancia dada, las microondas requieren

menor número de repetidores o amplificadores que el cable coaxial, pero por el contrario,

necesita que las antenas estén perfectamente alineadas. El uso de las microondas es

frecuente en la transmisión de televisión y de voz.Otro uso cada vez más frecuente es en

enlaces punto a punto a cortas distancias entre edificios. En este último caso,




aplicaciones típicas son circuitos cerrados de TV o la interconexión de redes locales

(Stallings, 2004, p. 114).

Microondas por satélite

Descripciónfísica

Un satélite de comunicaciones es esencialmente una estación que transmite microondas.

Se usa como enlace entre dos o más receptores/transmisores terrestres, denominadas

estación base. El satélite recibe la señal en una banda de frecuencia (canal ascendente),

la amplifica o repite, y posteriormente la retransmite en otra banda de frecuencia (canal

descendente). Cada uno de los satélites geoestacionarios operará en una serie de bandas

de frecuencias llamadas “transponderchannels” o simplemente “transponder”.

Hay dos configuraciones usuales en las comunicaciones vía satélite. En la primera de

ellas, el satélite se utiliza para proporcionar un enlace punto a punto entre dos antenas

terrestres alejadas entre sí.

En la segunda configuración, el satélite se usa para conectar una estación base

transmisora son un conjunto de receptores terrestres.




Aplicaciones

Las comunicaciones vía satélite han sido una revolución tecnológica de igual magnitud

que la desencadenada por la fibra óptica. Entre las aplicaciones más importantes para los

satélites cabe destacar:

La difusión de televisión.

La transmisión telefónica a larga distancia.

Las redes privadas.

El suministrador del servicio de transmisión vía satélite puede dividir la capacidad total

disponible en una serie de canales, alquilando su uso a terceras compañías. Dichas

compañías, equipadas con una serie de antenas distribuidas en diferentes localizaciones

pueden utilizar un canal del satélite para establecer una red privada. Tradicionalmente,

tales aplicaciones eran bastante caras, estando limitado su uso a grandes empresas. Un

desarrollo reciente ha sido el sistema de terminales de pequeña abertura (VSAT, Very

Small Aperture Terminal), que constituye una alternativa de bajo coste. En la figura se

muestra una configuración VSAT típica, consiste en una serie de estaciones equipadas

con una antena de VSAT de bajo coste. Mediante el uso de algún procedimiento

regulador, estas estaciones compartirán la capacidad del canal del satélite para transmitir

a la estación central o concentrador. Esta estación puede intercambiar información con

cada uno de los abonados y puede a su vez retransmitir los mensajes a otras estaciones.




Ondas de radio


Las ondas de radio son omnidireccionales, es decir, se propagan en todas direcciones.

Esto hace que este tipo de ondas no requieran antenas parabólicas para su envío

/recepción. El rango de frecuencias comprendido entre 30 MHZ y 1 GHz es adecuado

para la difusión simultanea de información a varios destinos (las ondas comprendidas en

este rango son denominadas ondas de radio y cuben la banda VHF).

Las redes LAN inalámbricas están normalizadas en el estándar 802.11 del IEEE, y sus

dispositivos son certificados como WiFi (Wirelessfidelity). Las ondas más extendidas para




su empleo como LAN inalámbricas son aquellas que no requieren licencia (ondas de

radio: banda de 915 MHz, microondas: bandas de 2.4 GHz y 5 GHz).

Infrarrojos Las comunicaciones mediante infrarrojos se llevan a cabo mediante

transmisores/receptores (“transceivers”) que modulan luz infrarroja no coherente. Los

transceivers deben estar alineados bien directamente o mediante la reflexión en una

superficie coloreada como puede ser el techo de una habitación.

Una diferencia significativa entre la transmisión de rayos infrarrojos y las microondas es

que los primeros no pueden atravesar las paredes. Por tanto, los problemas de seguridad

y de interferencias que aparecen en las microondas no se presentan en este tipo de

transmisión. Es más, no hay problemas de asignación de frecuencias, ya que en esta

banda no se necesitan permisos.

Actividad 2. Dispositivos de red y medios de transmisión

Ahora toca el turno al repaso de lo que hasta aquí has aprendido. Para esta actividad, tu

Facilitador(a) te hará llegar un modelo de diagrama de funcionalidad para que lo tomes

como referencia en la realización de la tarea.

1. Con el software de tu preferencia, realiza seis diagramas (tres que incluyan

distintos dispositivos de redy tres que incluyan medios de transmisión diferentes)

de acuerdo al modelo proporcionado en el que asocies las descripciones

estudiadas hasta ahora.

Tu Facilitador(a) te dará las pautas para la elaboración de cada uno de los

elementos que componen los diagramas.

2. Guarda tu tarea en formato de imagen digital (.jpg, .gif o .png)con el nombre

FRE_U1_A2_XXYZ.

Deberás incluir todos tus diagramas en un solo archivo, ya que sólo

podrás adjuntar un elemento, en caso de que hayas realizado tus

diagramasen archivos separados, puedes guardarlos todos en una carpeta

comprimida en .zip.

3. Envía tu documento y espera los comentarios de tu Facilitador(a).




1.2.2. Clasificación y Características de las Redes de Cómputo

La clasificación de las redes de cómputo puede determinarse de acuerdo a los

siguientes criterios: alcance o cobertura, topología, tipo de conexión y

direccionalidad de los datos. Sin embargo, se pueden considerar otros criterios

para ello.

Por alcance o cobertura

Red de Área Local (LAN)

Es una red individual que generalmente cubre una única área geográfica y

proporciona servicios y aplicaciones a personas dentro de una estructura

organizacional común, como una empresa, un campus o una región.(Cisco

Systems, Inc, 2007). La velocidad de acceso va de 0.2 a 1.6 Mbps o hasta 1000

Mbps y la distancia que cubre es de 200 m hasta 5 km.

Una red de área local se compone de equipos conectados por un conjunto de

elementos de software y hardware. El hardware utilizado para conectar los

equipos dentro de una LAN son:

computadoras,

tarjetas de interfaz de red (NIC),

dispositivos periféricos (independientes conectados al CPU),

medios de transmisión

dispositivos de red.

Las LAN se diseñaron para: operar dentro de un área geográfica limitada, permitir

el acceso múltiple a medios con ancho de banda elevado, controlar la red de

forma privada con administración local, proporcionar conectividad constante a

todos los servicios locales y conectar dispositivos físicamente contiguos.




Además, permiten a las compañíasimplementar tecnología informática para compartir archivos eimpresoras de manera local, y de esta forma posibilitar y hacer más eficiente la comunicación interna. La tecnología más utilizada para este tipo de red es Ethernet (IEEE 802.3), aunque existen otras como Token Ring (IEEE 802.5) y AppleTalk.

Red de área amplia (WAN)

Cuando una compañía o una organización tiene ubicaciones separadas por distancias geográficas muy grandes, es posible que deba utilizar un proveedor de servicio de telecomunicaciones (TSP) para interconectar las LAN en las distintas ubicaciones. Estas redes que conectan las LAN en ubicaciones separadas geográficamente se conocen como redes de área amplia (WAN)(Cisco Systems, Inc, 2007). Su velocidad de acceso va de 1 a 64 kbps o hasta 2Mbps y la distancia que cubre es desde 100 m a 20,000 km.

Por lo general, las organizaciones individuales alquilan conexiones a través de una red de proveedores de servicios de telecomunicaciones para conectar varias LAN. El TSP contra las políticas dentro de la red proporcionada, sin embargo la misma organización mantiene todas las políticas y la administración de las LAN en ambos extremos de la conexión. Las WAN emplean dispositivos de red diseñados específicamente para realizar las interconexiones entre las LAN como: routers, módems y servidores de comunicación. Ventajas de las WAN




Permiten que los recursos (computadoras, impresoras y otros dispositivos) de una LAN se puedan compartir.

Permitenla comunicación entre usuariosen tiempo real.

Proporcionanacceso a los servicios locales como: correo electrónico, worldwide web (Internet) y transferencia de archivos.

Red de área metropolitana (MAN)

Es una red de alta velocidad que da cobertura en un área geográfica extensa y proporciona capacidad de integración de múltiples servicios. Generalmente consta de una o más LAN dentro de un área geográfica común y su área de cobertura es mayor de 4km (Cisco Systems, Inc, 2007). Su velocidad de acceso muy elevada (de 30 a 150 Mbps y en la actualidad hasta los 10 Gbps) y la distancia que cubre cubierta es de 10 hasta 50 km, las correspondientes a una ciudad. Normalmente, para conectar dos o más redes de área local (LAN) se utiliza un proveedorde servicios. Y además, para crear una MAN se pueden implementar tecnologías de puente inalámbrico.

Redes de área de almacenamiento (SAN)

Es una red dedicada, de alto rendimiento, que se utiliza para trasladar datos entre servidores yrecursos de almacenamiento. Al tratarse de una red separada y dedicada, evita todo conflicto de tráfico entre clientes y servidores (Cisco Systems, v3.1). Las SAN permitenuna conectividad de alta velocidad, de servidor a área de almacenamiento, servidor a servidor o de área de almacenamientoa área de almacenamiento. Las características de una SAN son las siguientes:




Rendimiento: Para mejorar el rendimiento del sistema permiten el

acceso rápido alos medios de almacenamiento a través dos o más

servidores.

Disponibilidad: Es posible realizar una copia exacta de la información

almacenada por medio de una SAN ubicada en una distancia de

hasta 10 kilómetros.

Escalabilidad: De igual forma que una LAN o WAN, puede

implementar una gran variedad de tecnologías para poder reubicar

fácilmente los datos de una copia de seguridad, operaciones,

migración de archivos, y duplicación de datos entre sistemas.

Red privada virtual (VPN)

Es una red privada que se construye dentro de una infraestructura de red pública,

como Internet. Con una VPN, un empleado a distancia puede acceder a la red de

la sede de la empresa a través deInternet, formando un túnel seguro entre el PC

del empleado y un router VPN en la sede(Cisco Systems, v3.1).

Por topología Otra clasificación de las redes de cómputo puede ser en base a la estructura que

presenta, es decir la topología de red.




Se pueden identificar dos topologías: la física, que es la disposición real de los

cables o medios y la lógica, que define la forma en que los usuarios acceden a los

medios para el envío de los datos.

Las topologías físicas más comúnmente utilizadas son las siguientes(Cisco

Systems, v3.1):

Topología de bus: El servidor y las estaciones de trabajo (nodos) están

conectados por un cable central general (backbone) por el cual se

transmiten todas las señales y los datos.

Topología de anillo: Las señales viajan por una única dirección a lo largo de

un cable en forma de bucle cerrado. Es decir, conecta un nodo con el

siguiente y al último nodo con el primero, creando un anillo físico de cable.

Topología en estrella: Utiliza un dispositivo como punto de conexión de

todos los cables que parten de las estaciones de trabajo. Conecta todos los

nodos con un nodo central.




Topología en estrella extendida: Conecta varias topologías en estrella

mediante hubs o switches.

Topología jerárquica: Es parecida a una topología de estrella extendida.

Pero los nodos se conectan con una computadora que controla el tráfico de

la topología.

Topología de malla: Cada nodo tiene sus propias conexiones con los

demás nodos, lo que hace posible que los mensajes sean transmitidos por

diferentes canales.

La topología lógica de una red es la forma en que los nodos se comunican a

través del medio. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son:

Topología broadcast: Cada nodo envía sus datos hacia todos los demás

nodos del medio de red. No existe una orden que las estaciones deban

seguir para utilizar la red. Es por orden de llegada. De esta manera

funciona Ethernet.




Topología de transmisión de tokens. Controla el acceso a la red mediante la

transmisión de un token electrónico a cada nodo de forma secuencial.

Cuando un nodo recibe el token, puede enviar datos a través de la red y si

no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente nodo y el

proceso se repite.

Por tipo de conexión De acuerdo al tipo de conexión las redes se clasifican en medios guiados y medios

no guiados.

Las redes de medios guiados son las que utilizan para su conexión medios físicos,

es decir, el canal por el que se transmiten las señales son cables. Por ejemplo:

Cable coaxial.

Cable de par trenzado

Fibra óptica

Y las redes de medios no guiados son las que utilizan para su conexión las

señales de radio, de microondas, de infrarrojo, satélites, entre otros tipos de

conexiones inalámbricas.

Por la direccionalidad de los datos De acuerdo a la direccionalidad de los datos, las redes de cómputo pueden

clasificarse en:

Simplex: Las que los datos sólo viajan en un sentido, es decir son

unidireccionales.

HalfDuplex: Los datos pueden viajar en ambos sentidos, pero sólo

transmiten en un sentido a la vez. Son bidireccionales.

Full Duplex: Los datos pueden viajar en ambos sentidos a la vez.




Actividad 3. Clasificación y topología de redes Es el momento de llevar a la práctica lo que acabas de aprender, para hacerlo:

1. Realiza un diagrama, esquema, u otro tipo de organizador gráficocon ayudad del software de tu preferencia, en el que indiquesla clasificación ala que pertenecey expliques en qué consiste cada uno de los ejemplos de redes que tu Facilitador(a) te hará llegar. *En lossiguientes enlaces encontrarás una reseña o un vínculo directo de recursos que servirán de referencia para realizar esta actividad:

http://www.eduteka.org/modulos/4/117/

http://www.gliffy.com/

2. Guarda tu archivocon el nombre FRE_U1_A3_XXYZ y compártelo en la base de datos para que tus compañeros(as) y Facilitador(a) puedan consultarlo.

1.2.3. Servicios de las Redes de Cómputo

Generalmente se busca enviar y recibir distintos tipos de mensajes a través de

aplicaciones informáticas; estas aplicaciones necesitan servicios para funcionar en la red.

Algunos de estos servicios incluyen World Wide Web (blogs, wiki blogs, e-learning), e-

mail, mensajería instantánea, aquí te describimos cada uno de estos servicios:

E-mail

Es un servicio de red que permite a los usuarios enviar y recibir mensajes, archivos

rápidamente mediante sistemas de comunicación electrónicos. El protocolo que regula

http://www.eduteka.org/modulos/4/117/

http://www.gliffy.com/




este servicio es el protocolo SMTP. Actualmente no solo se puede enviar texto a través de

del e-mail, si no todo tipo de documentos digitales. (Rafael & Informatica, 2009)

Mensajería Instantánea (IM)

Mensajería Instantánea o InstantMessaging (IM) es una forma de comunicación en tiempo

real entre dos o más personas basada en texto, que se transmite a través de

computadoras conectadas por medio de una red pública o privada. IM incorpora

características como la transferencia de archivos, comunicación por voz y video.La

diferencia entre las transmisiones es que los e-mails por lo regular se retrasan y los

mensajes de IM se reciben inmediatamente. (Rafael & Informatica, 2009)

Weblogs (blogs)

Son páginas Web fáciles de actualizar y editar. Los blogs proporcionan a todas las

personas un medio para comunicar sus opiniones, vivencias. Estos artículos se recopilan

cronológicamente mostrando primero el artículo más reciente; Actualmente existen blogs

casi sobre cualquier tema, y generalmente se forman comunidades de personas a través

de autores populares de blogs. La diferencia que hay con los sitios Web comerciales es

que los Weblogs no son creados por expertos profesionales en comunicación y diseño.

(Rosa & Polo, 2008).




Wikis Es un sitio Web, en donde sus páginas las pueden editar y visualizar múltiples usuarios y

puede estar sujeta a una revisión y edición más extensa. Al igual que los blogs, las wikis

pueden crearse en etapas, por cualquier persona, sin el patrocinio de una importante

empresa comercial. Hoy en día existe una wiki pública llamada Wikipedia que se está

transformando en un recurso extenso, una enciclopedia en línea de temas contribuidos

públicamente, pero también hay muchas empresas que utilizan wikis como herramienta

de colaboración interna. Con Internet cualquier persona en cualquier lugar puede

participar en wikis y puede agregar sus propios conocimientos en un recurso compartido.

La diferencia entre un wikis y un blog radica en que un blog se toma más como un diario

individual, personal y una wiki es una creación de grupo. (Rafael & Informatica, 2009)

Podcasting

La capacidad de grabar audio y guardarlo en un archivo de computadora no es novedad.

Sin embargo, el podcasting permite a las personas difundir sus archivos multimedia (video

o audio). El archivo de multimedia se coloca en un sitio Web puede ser blog o wiki desde

donde otras personas pueden descargarlo y reproducirlo en sus computadoras de

escritorio, portátiles, celulares, MP3 etc.., Un podcast se asemeja a un blog hablado, su

contenido puede ser tan diverso como la radio tradicional incluyendo noticias,

documentales, música, debates y entrevistas. (Podcastellano, 17)




Herramientas de colaboración Permiten a las personas trabajar conjuntamente y compartir documentos. Sin las

restricciones de ubicación ni huso horario, las personas conectadas a un sistema

compartido pueden hablar entre ellos, compartir textos, gráficos y editar documentos en

forma conjunta. Con las herramientas de colaboración siempre disponibles, las

organizaciones pueden rápidamente compartir información y lograr los objetivos. (Rafael

& Informatica, 2009)




E-learning Son cursos educativos completamente virtualizados, los materiales de aprendizaje

incluyen actividades interactivas, evaluaciones y comentarios, los cursos en línea pueden

contener voz, datos y videos, se encuentran disponibles para los estudiantes a cualquier

hora y en todo lugar. Los estudiantes pueden utilizar enlaces a diferentes referencias y

expertos en la materia para mejorar su experiencia de aprendizaje. Los foros o grupos de

discusión permiten al estudiante colaborar con el instructor, con otros estudiantes de la

clase e incluso con estudiantes de todo el mundo. Los cursos combinados pueden incluir

clases guiadas por un instructor con software educativo en línea para proporcionar lo

mejor de los métodos de entrega. (Franchini, 2008)

Autoevaluación Medir tu propio avance te permite atender las áreas de tu conocimiento en las que necesitas reforzar y poner más atención. Ingresa al cuestionario de Autoevaluación disponible en el aula y contesta cada una de las preguntas que se te plantean. Considera el repaso de algunos temas si el número de tus respuestas correctas es menor que el de las incorrectas.

Evidencia de aprendizaje. Diagrama tu red

La entrega de tus evidencias es muy importante para tu evaluación final de esta unidad.

De acuerdo a las condiciones dadas por tu Facilitador(a) en un archivo de presentación o para realizar diagramas, elabora un diagrama de una red indicando su topología y los diferentes dispositivos. Cuando hayas terminado tu evidencia, guarda tu documento con el nombre FRE_U1_EA_XXYZ y espera la retroalimentación de tu Facilitador.




Autorreflexión

No olvides ingresar al Foro de Preguntas de Autorreflexión, dónde tu Facilitador(a) te

proporcionará las líneas de reflexión del aprendizaje correspondiente a la unidad 1.

Elabora tu autoreflexión en un archivo de texto llamado FRE_U1_ATR_ XXYZ, debes

entregar tu reporte en la herramienta de Autorreflexiones.Recuerda subir tu archivo

después de asegurarte de éste sea la versión final.

Cierre de la unidad Ahora has adquirido los conocimientos para describir los tipos de redes de cómputo utilizados para la transmisión de información, mediante la revisión de las topologías existentes

Para saber más…

Andreu, J. (2010). Redes locales. Editex. Recuperado del sitio Google

Books:http://books.google.es/books?id=Tqz4mj2mtAC&lpg=PP1&hl=es&pg=PP1#

v=onepage&q&f=false

Andreu, J. (2010). Servicios en Red. Editex. Recuperado del sitio Google

Books:http://books.google.es/books?id=vhit3ZmGQPsC&lpg=PP1&hl=es&pg=PP1

#v=onepage&q&f=false

Sivianes, C. F., Sanchez, A. G., Ropero, R. J., Rivera, R. O., Benjumea, M. J.,

Barbancho, C. J. Romero, T. M. C. (2010). Servicios en Red. Editex. Recuperado

del sitio Google

Books:http://books.google.es/books?id=aOb3rTabO44C&lpg=PR1&hl=es&pg=PR4

#v=onepage&q&f=false

Fuentes de consulta

Cisco Systems, Inc. (2007). CCNA1: Aspectos básicos de networking v4.0.

Cisco Systems, Inc. CCNA 1 Conceptos básicos sobre networking v3.1

Franchini, W. C. (2008). E-Learning (La evolución del aprendizaje). Argentina: E-

editor.

Hesselbach, y Altés (2002). Analisis de resdes y sistemas de Comunicaciones.

Barcelona: UPC.




Rafael, F., e Informática, A. T. (2009). El glosario de Internet. Anetcom.

Rosa, J., & Polo, F. (2008). La gran guia de los blogs. El cobre.

Stallings, W. (2004). Comunicaciones y Redes de Computadores. Madrid: Pearson

Education.

Tanenbaum, A. (2006). Redes de computadoras. Prentice Hall.

Fuentes electrónicas

Romero, M.C. (2003) Routers. Curso 2002/2003 ingeniería de protocolos.

Disponible en http://www.aprendaredes.com/dowloads/manual-routers.pdf

S.A:(2008) disponible en http://alanda5ib.blogspot.com/2008/02/elementos-de-una-

red.html

S.A., S.F. Disponible en

http://www.iea.edu.ar/archivos/Tipos_de_Redes_apunte_para_clases.pdf

Untiveros, S. (2010) ¿Qué es un switch?. Artículo disponible en

http://www.aprendaredes.com/dev/articulos/que-es-el-switch.htm

Documents

Unidad_1._FUNDAMENTOS DE REDES.pdf