Tipos de red y topologías

Esta lección introduce las redes informáticas. Se describen tipos de redes y tipos de topologías de red. Se explica el papel de un administrador de red. Se describen los sistemas operativos de red.

Red de computadoras

Una red informática es un conjunto de dispositivos, incluidos ordenadores, conectados entre sí para compartir datos o recursos. Un ejemplo de una red son varias estaciones de trabajo, una impresora y un servidor conectados entre sí, como se muestra en Figura 1.

Figura 1: La red

Las redes permiten a los usuarios de computadoras

Se trata en gran medida de un concepto simple: es muy conveniente interconectar computadoras personales para formar una red porque, en lugar de saltar físicamente de una computadora a otra para transferir datos, las redes mueven datos entre computadoras personales a través de medios como cables u ondas de radio. a una velocidad de aproximadamente la mitad de la velocidad de la luz, o 93,000 millas por segundo (trata de imaginar eso). Las redes permiten a los usuarios de computadoras:

1. departamento de imprentas
2. Compartir una conexión a Internet
3. Comparte archivos, datos, imágenes y música
4. Compartir recursos
5. Evite la duplicación
6. Juega juegos multiusuario
7. Administrar recursos

Administración de red

A administrador de red responsable del mantenimiento de la red, la resolución de problemas y la dirección de los esfuerzos de desarrollo en función de las necesidades de la organización a la que sirve.

El papel de un administrador de red está cambiando con la aparición de tecnologías de redes transformadoras. Una red debe poder adaptarse en sincronía con la incorporación de nuevos dispositivos, personal y aplicaciones.

Es responsabilidad de los administradores de red mantener y adaptar la red a las condiciones cambiantes. Las responsabilidades de un administrador de red incluyen configurar nuevas cuentas y servicios de usuario, monitorear el rendimiento de la red y reparar las interrupciones de la red; en cada uno de estos casos, dependiendo del tamaño de la organización, las personas dirigidas por el administrador de la red pueden llevar a cabo estas responsabilidades.

Los administradores de red evalúan las nuevas tecnologías y sus requisitos de implementación asociados. Los administradores de red deben sopesar los beneficios de las nuevas tecnologías frente a los problemas, costos y problemas que pueden introducir en la red.

Introducción a las redes

Las computadoras en red asumen diferentes roles y funciones, dependiendo de las necesidades de comunicación.

Dos computadoras se comunican entre sí usando uno o más protocolos; por ejemplo, Bloque de mensajes del servidor (SMB) es un protocolo utilizado para compartir archivos entre computadoras personales que ejecutan sistemas operativos Microsoft Windows. El solicitante asume el rol de cliente y el respondedor asume el rol de servidor. Pero estos roles pueden cambiar de una computadora a otra según sea necesario; Nuevamente, es útil pensar en compartir como un ejemplo. Dado que ninguna computadora está a cargo y todos son libres de hacer o responder preguntas, esto se llama redes de igual a igual. Las computadoras con Windows están configuradas para ser parte de un grupo de trabajo para facilitar este tipo de trabajo en red.

A veces, una computadora está configurada para desempeñar un papel más importante en la red. Una computadora puede administrar recursos, compartir archivos, administrar aplicaciones de seguridad, alojar copias de seguridad y brindar servicios a todas las demás computadoras en la red. Está dado redes cliente-servidor. Las computadoras con Windows están configuradas para ser parte de un dominios para facilitar este tipo de trabajo en red.

Usando red de área local (LAN) y red de área amplia (WAN) tecnologías, las computadoras se interconectan para brindar servicios a sus usuarios.

red de igual a igual

Las redes punto a punto consisten en computadoras que se comportan como socios iguales, actuando como solicitantes o respondedores según sea necesario. Figura 2 representa una red peer-to-peer.

Cada usuario individual controla sus propios recursos, controlando lo que comparte, con qué dispositivos compartir y qué contraseñas se requieren. Las redes punto a punto funcionan mejor con un número limitado de computadoras: 10 o menos es lo mejor.

Figura 2: Red de colegas

Una red cliente-servidor

En una red cliente-servidor, los servicios de red están ubicados en una computadora dedicada, llamada servidor, cuya función principal es responder a las solicitudes de los clientes. Mira imagen 3. Estos servicios pueden incluir acceso a archivos, impresión, aplicaciones, seguridad y muchos otros servicios.

Varias computadoras pueden ejecutar una aplicación instalada siempre que la licencia se compre para la cantidad máxima de usuarios o computadoras que acceden a la aplicación al mismo tiempo.

Por lo general, las computadoras de escritorio actúan como clientes y una o más computadoras con capacidad de procesamiento adicional, memoria y software especializado actúan como servidores. Este arreglo funciona bien incluso en las empresas más grandes. Esto le da al administrador de la red una ubicación centralizada para administrar la red.

Figura 3: Una red cliente-servidor

Sistemas operativos y comunicaciones de red.

Cuando se utilizan aplicaciones de red en una red moderna, como la navegación web con HTTPS (Protocolo seguro de transferencia de hipertexto), el sistema operativo utilizado es diferente, ya que la comunicación de red se maneja con protocolos basados ​​en estándares. El conjunto de protocolos que se utiliza principalmente para las aplicaciones de red modernas se denomina Conjunto de protocolos TCP/IP.

Todos los sistemas operativos admiten el conjunto de protocolos TCP/IP. Figura 4 representa una red donde las computadoras ejecutan varios sistemas operativos diferentes.

Figura 4: Computadoras con diferentes sistemas operativos pueden comunicarse en la red

LAN

Los medios son el tipo de tecnología de cableado que conecta dos dispositivos. Algunos ejemplos de medios incluyen cables de cobre, cables de fibra óptica y aire (para comunicación inalámbrica).

Una red de área local conecta computadoras en un área geográfica pequeña, como una casa, una oficina, un edificio o un campus. En su forma más simple, una red de área local consta de una pequeña cantidad de computadoras conectadas entre sí por medios comunes, como se muestra en la figura. Figura 5.

Más concretamente, hoy en día una LAN consta de dispositivos de usuario final que se conectan a conmutadores y, a su vez, los conmutadores se interconectan para formar una red jerárquica. Todas las computadoras y dispositivos en la red local son parte de la misma red.

Figura 5: LAN: área geográfica pequeña

WAN

Una red de área amplia (WAN) se define como dispositivos conectados entre sí en un área geográfica amplia.

Históricamente, las WAN han operado a velocidades más bajas que las LAN; pero las conexiones WAN modernas a menudo admiten un mayor rendimiento que las conexiones LAN de interconexión WAN. Históricamente, la WAN usaba conexiones seriales punto a punto; pero las WAN modernas suelen utilizar conexiones Ethernet de alta velocidad. Punto a punto significa que solo se conectan dos dispositivos, uno en cada extremo de la conexión.

Un enrutador doméstico se conecta a un ISP y un ISP se conecta a otro ISP, y así sucesivamente hasta el destino final; estas conexiones suelen ser conexiones punto a punto. Por lo general, si se usa algún tipo de módem, es parte de la imagen. PÁLIDO. Figura 6 indica una WAN intercontinental.

Figura 6: Red de área amplia: una gran área geográfica

Otros tipos de redes

Otros tipos de redes incluyen:

• Redes de Área Metropolitana (MAN) son redes que interconectan usuarios con recursos de cómputo en un área definida por la geografía urbana. Piense en ello como la interconexión de campus de distritos escolares o la conexión de una sucursal con otra sucursal.
• Red de área personal (PAN) que está dirigido a un individuo. La forma más común de PAN se crea mediante el uso de auriculares Bluetooth con un teléfono móvil.
• Redes de área de almacenamiento (SAN) son redes dedicadas a brindar servicios de almacenamiento de datos. Todos los usuarios pueden acceder al mismo almacenamiento.

almacenamiento en red

Almacenamiento conectado a la red (NAS) es un dispositivo dedicado a proporcionar servicios de almacenamiento de datos a través de una red. Aunque NAS no es un tipo de red, dado que SAN combina redes y almacenamiento, parece apropiado introducir aquí el concepto de NAS.

Con el NAS, cada usuario tiene un área de almacenamiento dedicada a la que solo ellos pueden acceder. NAS proporciona almacenamiento y un sistema de archivos, a diferencia de SAN, que solo proporciona almacenamiento.

Conmutación de circuitos frente a conmutación de paquetes

Los paquetes pueden entrar y salir de una red de dos maneras: conmutación de circuitos o paquetes.

A red de conmutación de circuitos Un enlace es un enlace donde todos los paquetes de datos pasan por este enlace. Una llamada de teléfono fijo tradicional implica levantar un auricular, marcar un número y un circuito telefónico que conecta la fuente (el teléfono de la persona que llama) con el destino (llamado el teléfono de la parte). Este circuito telefónico se mantiene mientras dura la llamada y finaliza cuando uno de los interlocutores cuelga.

Una red de datos con conmutación de circuitos se comporta de manera similar. Un ejemplo simple de una red de conmutación de circuitos es una conexión de acceso telefónico. Las redes de conmutación de circuitos solo existen mientras dura la sesión de comunicación.

yo red de conmutación de paquetes conexión, cada paquete individual puede tomar una ruta diferente al destino. Los datos se envían al dispositivo del siguiente salto y ese dispositivo decide dónde y cómo reenviar el paquete. Las redes de conmutación de paquetes siempre están habilitadas. Una conexión de datos por cable de banda ancha, una conexión DSL y una conexión T1 son ejemplos de conexiones de conmutación de paquetes. Internet en sí es una red de conmutación de paquetes.

Transmisión de datos

El canal de datos o cable que propaga una señal puede operar de una de tres maneras:

1. A canal símplex es una transmisión de banda base unidireccional. Los ejemplos incluyen la sincronización del reloj de la radio, la televisión y la computadora.
2. A canal semidúplex permite que el tráfico fluya en ambas direcciones pero en una dirección a la vez. Un dispositivo conectado a un canal semidúplex puede transmitir o recibir. Los ejemplos incluyen walkie-talkies y la implementación principal de Ethernet en la década de 1980, 10BASE2 Ethernet, donde la topología de bus físico se crea mediante un cable coaxial delgado.
3. A canal dúplex completo permite que el tráfico fluya en ambas direcciones al mismo tiempo. Las conexiones 100BaseTX o 1000BaseT a conmutadores Ethernet funcionan en modo dúplex completo. La mayoría de las conexiones que se realizan hoy en día son de dúplex completo, pero se pueden cambiar manualmente a dúplex medio para adaptarse a tecnologías más antiguas.

Topologias de red

El término topología, en el contexto de las redes, se refiere a la forma general de red. La misma red tendrá una topología lógica y una topología física.

el es topología lógica describe la forma de una red en términos de rutas definidas por los flujos de tráfico y depende del equipo, los medios y los protocolos utilizados.

el es topología física literal, que indica la ubicación exacta de cables y dispositivos.

Una red puede tener distintas topologías físicas y lógicas. Por ejemplo, una red inalámbrica puede representarse físicamente como una estrella, con todos los dispositivos conectados a un punto de acceso central, pero lógicamente representada como una topología de bus porque todos los dispositivos comparten los mismos medios inalámbricos.

Topologías físicas

La topología física define la ruta específica que tomarán los datos a través de la red. El video, Topologías de red: CompTIA A+ 220-801: 2.8 (3:57), analiza las ventajas y desventajas de las topologías de red comunes.

La topología física define las ubicaciones de los dispositivos, cables y rutas para mover datos. Las redes pueden tener muchas topologías físicas diferentes:

• Topología del bus – todos los dispositivos comparten los mismos medios. Los buses en una placa base comparten los mismos canales de datos y, por lo tanto, son una topología de bus. Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones (CSMA/CD), el método de acceso a medios para IEEE 802.3 Ethernet, está relacionado con la topología de bus. La desventaja es que varios dispositivos pueden enviar datos al mismo tiempo, lo que provoca colisiones en la red, lo que degrada significativamente el rendimiento.
• Topología en anillo – interconecta los dispositivos entre sí, creando un anillo. Los dispositivos se comunican solicitando una señal, que les permite enviar datos. Solo un host puede enviar datos a la vez, eliminando la posibilidad de colisiones. La desventaja es que si un dispositivo falla, todo el anillo falla.
• Topología de las estrellas – interconecta los dispositivos a través de un dispositivo central. En las redes modernas, este dispositivo central suele ser un conmutador. Cada dispositivo se comunica con el dispositivo central, eliminando la posibilidad de colisiones. La red solo falla por completo si falla el dispositivo central. Una topología en estrella es la que normalmente se utiliza en las redes domésticas.
• Topología en estrella extendida – básicamente lo mismo que la topología en estrella, pero con más puntos de concentración. Se puede comparar una empresa con varias sucursales. Cada dispositivo de la sucursal se conecta a un conmutador y, a continuación, ese conmutador se vuelve a conectar a la oficina principal. De esta forma, se puede cerrar una sucursal sin afectar a las demás. Si la oficina central cierra, las sucursales aún pueden comunicarse entre sí. Este modelo es más común en las escuelas y empresas de hoy.
• Topología de malla – cada dispositivo está conectado directamente a todos los demás dispositivos de la red. Esta topología es muy costosa de implementar pero es altamente redundante y elimina un único punto de falla. El ejército de EE. UU. usa esta topología para conectar bases entre sí.
• Topología de celda – Los puntos de concentración inalámbricos se configuran con señales superpuestas. Cuando alguien se aleja con su dispositivo de un punto de acceso, otro punto de acceso capta la señal para que nunca se pierda la conexión.

La topología física define cómo se conectan los dispositivos. Mira Imagen 7 comparar las diferentes topologías físicas utilizadas en las redes. Arriba de izquierda a derecha: topología de bus, topología de anillo y topología de estrella. Imagen inferior de izquierda a derecha: topología en estrella extendida y topología en malla.

Figura 7: Topología de red física

Topologías lógicas

Una topología lógica es cómo los dispositivos de red parecen estar conectados al usuario. Se refiere a cómo funcionan las señales en el medio de la red, es decir, cómo viajan los datos de un dispositivo de red a otro dispositivo de red, independientemente de las conexiones físicas de los dispositivos. Las dos topologías lógicas más comunes son:

• Bus: un nodo transmite datos a través de la red completo. Luego, todos los demás nodos verifican si los datos están destinados a ellos.
• Anillo: solo un nodo transfiere datos en una red en un momento dado. El nodo que posee la señal puede transmitir los datos.

Resumen

• En esta lección, se discutieron los conceptos básicos de las redes y se definieron las redes informáticas. Se ha descrito el papel de un administrador de red.
• Se definen redes peer-to-peer y cliente-servidor. Se definen y contrastan las LAN y las WAN. Introducción de MAN, PAN, SAN y NAS.
• Se han definido y diferenciado la conmutación de circuitos y la conmutación de paquetes. Se han descrito rutas simplex, half-duplex y full-duplex para la transmisión de datos.
• Se definieron las topologías de red física y lógica y se enumeraron los tipos de topologías de red.