1.1 - Componentes de una red y cómo se conecta | Introducción a las ciencias de la informática

1.1 - Componentes de una red y cómo se conecta

La más simple de las redes conecta dos computadoras, permitiéndoles compartir archivos e impresos. Una red mucho más compleja conecta todas las computadoras de una empresa o compañía en el mundo. Para compartir impresoras basta con un conmutador, pero si se desea compartir eficientemente archivos y ejecutar aplicaciones de red, hace falta tarjetas de interfaz de red (NIC, NetWare Interface Cards) y cables para conectar los sistemas. Aunque se pueden utilizar diversos sistemas de interconexión vía los puertos series y paralelos, estos sistemas baratos no ofrecen la velocidad e integridad que necesita un sistema operativo de red seguro y con altas prestaciones que permita manejar muchos usuarios y recursos.

Una vez instalada la conexión se ha de instalar el sistema operativo de red (NOS, Network Operating System). Hay dos tipos básicos de sistemas operativos de red: punto a punto y con servidor dedicado. - Punto a Punto: Este es un tipo de sistema operativo que le permite a los usuarios compartir los recursos de sus computadoras y acceder a los recursos compartidos de las otras computadoras. Microsoft Windows for Workgroups, Novell Lite son sistemas operativos punto a punto. - Con Servidor Dedicado: Es un sistema operativo con servidor dedicado, como es NetWare de Novell, una o más computadoras se reservan como servidores de archivos no pudiendo ser utilizados para nada más.

Una red de computadoras está conectada tanto por hardware como por software. El hardware incluye tanto las tarjetas de interfaz de red como los cables que las unen, y el software incluye los controladores (programas que se utilizan para gestionar los dispositivos y el sistema operativo de red que gestiona la red.

Servidor

Existen redes en las cuales los servidores son específicos para administrar equipos, como los servidores de impresión o los de telefonía, y otras en las cuales desempeñan una función concreta, como los servidores de correo o los servidores proxy. Algunos de éstos son:

Servidores de impresión.- permiten el acceso a una o varias impresoras.

Servidores de archivos.- se utilizan cuando se necesita administrar un gran número de documentos, ya que realizan un almacenamiento centralizado.

Servidores de aplicación.- similares a los servidores de archivos, pueden procesar información para proporcionar únicamente los datos que el usuario solicita. Por ejemplo, se utilizan para almacenar bases de datos.

Servidores web.- proveen de contenido estático a un navegador, cargan el archivo y lo sirven a través de la red al navegador del usuario. Para que este intercambio se realice, es necesario que el navegador y el servidor tengan el mismo lenguaje y esto se produce mendiante el HTTP.

Servidores de correo.- funcionan como una oficina postal de red para la administración y el almacenamiento de mensajes. Hay de varios tipos pudiendo entregar el correo electrónico al cliente o alojarlo para que los usuarios remotos tengan acceso a sus mensajes.

Servidores Proxy.- se sitúan entre el programa del cliente (navegador) y un servidor externo (otro servidor web) para filtrar peticiones, mejorar el funcionamiento y compartir conexiones.

Hay muchos otros servidores cuya función depende de la demanda de los usuarios de la red. Por ejemplo: servidores de fax, servidores de comunicaciones y servidores de copia de seguridad, entre otros muchos.

Terminal

Es cada uno de los ordenadores conectado a la red. También recibe el nombre de nodo o estación de trabajo. Suelen realizar sus propias funciones y contactan con el servidor cuando lo necesitan, bien sea para recurrir al uso de alguno de los recursos compartidos, bien para trabajar con alguna información contenida en él.

Dependiendo de la configuración de la red y del sistema operativo, a veces es necesario instalar un software específico (workstation) para contactar con el servidor (server).

Dispositivos de red

Es un dispositivo que permite la conexión de todos los ordenadores de la red. Dependiendo del tipo de red y del medio físico, utiliza unos protocolos u otros. Existen muchos dispositivos de red y la elección de uno u otro depende del tipo de red, de la topología, de la funcionalidad, etc. Algunos de los más utilizados son:

Tarjeta de red.- es un dispositivo que conecta el ordenador u otro equipo con el medio físico. La tarjeta NIC (Network Interface Card) es un tipo de tarjeta de expansión que proporciona un puerto para conectar el cable de red. En ocasiones también es necesario conectar un transceptor ya que no es posible la conexión directa.
Concentrador o hub.- es un equipo que permite estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos y características de estos equipos son muy grande y actualmente incluyen funciones.
Puente o Bridge.- es un equipo que une dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel (nivel de control de acceso al medio). Solo el tráfico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo, lo que permite a dividir las redes en segmentos lógicos, descargando de tráfico las interconexiones. Los bridges producen las señales, con lo cual no se transmite ruido a través de ellos.
Enrutador.- es un dispositivo de interconexión de redes que actúa a nivel de los protocolos de red. Permite utilizar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad es mayor. Permiten, incluso, enlazar dos redes basadas en un protocolo, por medio de otra que utilice un protocolo diferente.
Pasarela o Gateway.- se utiliza para interconectar redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación. Sin embargo, tienen poca velocidad de transmisión ya que tienen que traducir las unidades de información.
Módem.- es un dispositivo que permite a los ordenadores comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas gracias a la modulación y demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas. Los módems pueden ser externos o internos.

Medio de conexión

Mediante él se transmiten los datos y es el elemento encargado de la conexión física de los equipos, tanto los terminales entre sí como con el servidor o con otros dispositivos de la red. Tradicionalmente, el medio más utilizado ha sido el cable (trenzado, coaxial o fibra óptica), aunque también se han utilizado los medios inalámbricos (ondas de radio, microondas o infrarrojos).

Sin embargo, las nuevas tecnologías también han influido en la constitución de las redes y hoy en día la tecnología WiFi está a la par con las anteriores. Este tipo de redes, también llamadas AD-HOC, se utilizan para conectar equipos sin necesidad de usar un punto de acceso y sin ningún tipo de instalación adicional de hadware o software.

Tipos de cables

- Cable coaxial

Hasta hace poco, era el medio de transmisión más común en las redes locales. El cable coaxial consiste en dos conductores concéntricos, separados por un dieléctrico y protegido del exterior por un aislante (similar al de las antenas de TV).

Existen distintos tipos de cable coaxial, según las redes o las necesidades de mayor protección o distancia. Este tipo de cable sólo lo utilizan las redes EtherNet.

Existen dos tipos de cable coaxial:

cable Thick o cable grueso: es más voluminoso, caro y difícil de instalar, pero permite conectar un mayor número de nodos y alcanzar mayores distancias.
cable Thin o cable fino, también conocido como cheapernet por ser más económico y fácil de instalar. Sólo se utiliza para redes con un número reducido de nodos.

Ambos tipos de cable pueden ser usados simultáneamente en una red. La velocidad de transmisión de la señal por ambos es de 10 Mb.

Ventajas del cable coaxial:

La protección de las señales contra interferencias eléctricas debida a otros equipos, fotocopiadoras, motores, luces fluorescentes, etc.
Puede cubrir distancias relativamente grandes, entre 185 y 1500 metros dependiendo del tipo de cable usado.

- Cable bifilar o par trenzado

El par trenzado consta como mínimo de dos conductores aislados trenzados entre ellos y protegidos con una cubierta aislante. Un cable de este tipo habitualmente contiene 1, 2 ó 4 pares, es decir: 2, 4 u 8 hilos.

Los cables trenzados o bifilares constituyen el sistema de cableado usado en todo el mundo para telefonía. Es una tecnología bien conocida. El cable es bastante barato y fácil de instalar y las conexiones son fiables. Sus ventajas mayores son por tanto su disponibilidad y bajo coste.

En cuanto a las desventajas están la gran atenuación de la señal a medida que aumenta la distancia y que son muy susceptibles a interferencias eléctricas. Por este motivo en lugar de usar cable bifilar paralelo se utiliza trenzado y para evitar las interferencias, el conjunto de pares se apantalla con un conductor que hace de malla. Esto eleva el coste del cable en sí, pero su instalación y conexionado continúa siendo más barato que en el caso de cables coaxiales. Tanto la red EtherNet como la TokenRing pueden usar este tipo de cable.

- Fibra óptica

Es el medio de transmisión más moderno y avanzado. Utilizado cada vez más para formar la "espina dorsal" de grandes redes. Las señales de datos se transmiten a través de impulsos luminosos y pueden recorrer grandes distancias (del orden de kilómetros) sin que se tenga que amplificar la señal.

Por su naturaleza, este tipo de señal y cableado es inmune a las interferencias electromagnéticas y por su gran ancho de banda (velocidad de transferencia), permite transmitir grandes volúmenes de información a alta velocidad.

Estas ventajas hacen de la fibra óptica la elección idónea para redes de alta velocidad a grandes distancias, con flujos de datos considerables, así como en instalaciones en que la seguridad de la información sea un factor relevante.

Como inconveniente está, que es el soporte físico más caro. De nuevo, no debido al coste del cable en sí, sino por el precio de los conectores, el equipo requerido para enviar y detectar las ondas luminosas y la necesidad de disponer de técnicos cualificados para realizar la instalación y mantenimiento del sistema de cableado.

Video