Date post: | 03-Jan-2016 |
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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:
Fundamentos de redes
Clave
220920415 / 210920415
Fundamentos de redes
Programa desarrollado
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
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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
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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.
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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
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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.
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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.
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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.
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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
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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
Descripción física
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
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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
Descripción física
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.
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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,
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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.
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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.
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Ondas de radio
Descripción física
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
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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).
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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.
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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
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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:
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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.
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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.
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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.
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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.
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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:
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
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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).
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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)
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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)
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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.
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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.
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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