En este capítulo, se presenta una descripción general de los principios, estándares y propósitos de la red. Se analizarán los siguientes tipos de red:

  • Red de área local (LAN)
  • Red de área extensa (WAN)
  • LAN inalámbrica (WLAN)

También se analizarán los diversos tipos de topologías, protocolos y modelos lógicos de red, y el hardware necesario para crear una red. Se abarcarán la configuración, la resolución de problemas y el mantenimiento preventivo. Además, se hablará sobre software de red, métodos de comunicación y relaciones de hardware.

 

Las redes constituyen sistemas formados por enlaces. Los sitios Web que permiten que las personas creen enlaces entre sí con sus páginas se denominan sitios de redes sociales. Un conjunto de ideas relacionadas se puede denominar red conceptual. Las conexiones que usted tiene con todos sus amigos pueden denominarse su red personal.

Todos los días se utilizan las siguientes redes:

  • Sistema de entrega de correo
  • Sistema de telefonía
  • Sistema de transporte público
  • Red corporativa de computadoras
  • Internet

Las computadoras pueden estar conectadas por redes para compartir datos y recursos. Una red puede ser tan simple como dos computadoras conectadas por un único cable o tan compleja como cientos de computadoras conectadas a dispositivos que controlan el flujo de la información. Las redes de datos convergentes pueden incluir computadoras con propósitos generales, como computadoras personales y servidores, así como dispositivos con funciones más específicas, tales como impresoras, teléfonos, televisores y consolas de juegos.

 

Una red de datos consiste en un conjunto de hosts conectados por dispositivos de red. Un host es cualquier dispositivo que envía y recibe información en la red. Los periféricos son dispositivos que están conectados a los hosts. Algunos dispositivos pueden actuar como hosts y periféricos.

 

Es posible conectar a una red diversos tipos de dispositivos:

  • Computadoras de escritorio
  • Computadoras portátiles
  • Impresoras
  • Escáneres
  • Asistentes digitales personales (PDA)
  • Teléfonos inteligentes
  • Servidores de impresión y de archivo

Una red puede compartir muchos tipos de recursos:

  • Servicios, como impresión o escaneo
  • Espacio de almacenamiento en dispositivos extraíbles, como discos duros o unidades ópticas
  • Aplicaciones, como bases de datos 

 

Los dispositivos de red se conectan entre sí mediante diversas conexiones:

  • Cableado de cobre: utiliza señales eléctricas para transmitir los datos entre los dispositivos.
  • Cableado de fibra óptica: utiliza cable de plástico o cristal, también denominado fibra, para transportar la información a medida que se emite luz.
  • Conexión inalámbrica: utiliza señales de radio, tecnología infrarroja (láser) o transmisiones por satélite.

 

 

 


 

 

Las redes de datos evolucionan en cuanto a complejidad, uso y diseño. Para que sea posible hablar sobre redes, los diversos tipos de redes reciben nombres descriptivos distintos. Una red de computadoras se identifica en función de las siguientes características específicas:

  • El área a la que sirve.
  • El modo en que se almacenan los datos.
  • El modo en que se administran los recursos.
  • El modo en que se organiza la red.
  • El tipo de dispositivos de red empleados.
  • El tipo de medios que se utilizan para conectar los dispositivos.

 

Una red de área local (LAN) se refiere a un grupo de dispositivos interconectados que se encuentran bajo el mismo control administrativo. Antes, las redes LAN se consideraban redes pequeñas que existían en una única ubicación física. A pesar de que las redes LAN pueden ser tan pequeñas como una única red local instalada en un hogar o una oficina pequeña, con el paso del tiempo, la definición de LAN ha evolucionado hasta incluir las redes locales interconectadas que comprenden cientos de dispositivos, instalados en varios edificios y ubicaciones.

Es importante recordar que todas las redes locales dentro de una LAN se encuentran bajo un grupo de control administrativo que administra las políticas de seguridad y control de acceso que se aplican a la red. Dentro de este contexto, la palabra "local" en el término "red de área local" se refiere al control sistemático local y no significa que los dispositivos se encuentran físicamente cerca uno del otro. Los dispositivos que se encuentran en una LAN pueden estar cerca físicamente, pero esto no es obligatorio.

 

 

 

Las redes de área extensa (WAN) constituyen redes que conectan redes LAN en ubicaciones que se encuentran geográficamente separadas. Internet es el ejemplo más común de una WAN. Internet es una red WAN grande que se compone de millones de redes LAN interconectadas. Se utilizan proveedores de servicios de telecomunicaciones (TSP) para interconectar estas redes LAN en ubicaciones diferentes.

 

 

En una red peer-to-peer, los dispositivos están conectados directamente entre sí, sin necesidad de contar con ningún dispositivo de red entre ellos. En este tipo de red, cada dispositivo tiene funciones y tareas equivalentes. Los usuarios individuales son responsables de sus propios recursos y pueden decidir qué datos y dispositivos desean compartir. Dado que los usuarios individuales son responsables de sus propias computadoras, no hay una administración o un punto central de control en la red.

 

 

En una red cliente/servidor, el cliente solicita información o servicios del servidor. El servidor proporciona al cliente la información o los servicios solicitados. Los servidores en una red cliente/servidor suelen realizar parte del trabajo de procesamiento para los equipos cliente; por ejemplo, la clasificación dentro de una base de datos antes de proporcionar sólo los registros que solicita el cliente.

 

Una dirección IP es un número que se utiliza para identificar un dispositivo en la red. Cada dispositivo conectado en una red debe tener una dirección IP exclusiva para poder comunicarse con otros dispositivos de la red. Como se observó anteriormente, un host es un dispositivo que envía o recibe información en la red. Los dispositivos de red son dispositivos que trasladan datos en la red, incluso hubs, switches y routers. En una LAN, cada uno de los host y de los dispositivos de red debe tener una dirección IP dentro de la misma red para poder comunicarse entre sí.

 

 

El protocolo de configuración dinámica de host (DHCP) es una utilidad de software que se utiliza para asignar las direcciones IP a los dispositivos de red de modo dinámico. El proceso dinámico elimina la necesidad de asignar las direcciones IP manualmente. Se puede instalar un servidor de DHCP y se pueden configurar los hosts de manera que obtengan una dirección IP automáticamente. Cuando una computadora está configurada para obtener una dirección IP automáticamente, todas las demás casillas de configuración de dirección IP aparecen atenuadas, como se muestra en la Figura 1

 

A continuación, se presenta la información de dirección IP que un servidor de DHCP puede asignar a los hosts:

  • Dirección IP
  • Máscara de subred
  • Gateway por defecto
  • Valores opcionales, como una dirección de servidor del sistema de nombres de dominios (DNS) 

 

 

 

Se pueden usar diversos dispositivos en una red para proporcionar conectividad. El dispositivo que se utilice dependerá de la cantidad de dispositivos que se conecten, el tipo de conexiones que éstos utilicen y la velocidad a la que funcionen los dispositivos. A continuación, se mencionan los dispositivos más comunes en una red:

  • Computadoras
  • Hubs
  • Switches
  • Routers
  • Puntos de acceso inalámbrico 

 

 

Los protocolos de Ethernet describen las reglas que controlan el modo en que se establece la comunicación en una red Ethernet. Con el fin de garantizar que todos los dispositivos Ethernet sean compatibles entre sí, IEEE creó estándares que los fabricantes y programadores deben cumplir al desarrollar dispositivos Ethernet

 

 

IEEE 802.3
La arquitectura Ethernet se basa en el estándar IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 especifica que una red implementa el método de control de acceso CSMA/CD. 

 

Tecnologías Ethernet
El estándar IEEE 802.3 define varias implementaciones físicas que admiten Ethernet. A continuación, se describen algunas de las implementaciones más comunes.

Ethernet
10BASE-T es una tecnología Ethernet que emplea una topología de estrella. 10BASE-T es una arquitectura Ethernet conocida cuyas funciones se indican en su nombre:

  • El diez (10) representa una velocidad de 10 Mbps.
  • BASE representa la transmisión de banda base. En la transmisión de banda base, todo el ancho de banda de un cable se utiliza para un tipo de señal.
  • La T representa el cableado de cobre de par trenzado.

Ventajas de 10BASE-T:

  • La instalación del cable no es costosa en comparación con la instalación de fibra óptica.
  • Los cables son delgados, flexibles y más fáciles de instalar que el cableado coaxial.
  • El equipo y los cables se actualizan con facilidad.

Desventajas de 10BASE-T:

  • La longitud máxima de un segmento de 10BASE-T es de sólo 100 m (328 ft).
  • Los cables son propensos a sufrir interferencia electromagnética (EMI).

Fast Ethernet
Las exigencias de gran ancho de banda de muchas aplicaciones modernas, como videoconferencia en directo y streaming audio, han generado la necesidad de disponer de velocidades más altas para la transferencia de datos. Muchas redes precisan más ancho de banda que Ethernet de 10 Mbps.

100BASE-TX es mucho más rápida que 10BASE-T y tiene un ancho de banda teórico de 100 Mbps.

Ventajas de 100BASE-TX:

  • A 100 Mbps, las velocidades de transferencia de 100BASE-TX son diez veces mayores que las de 10BASE-T.
  • 100BASE-X utiliza cableado de par trenzado, que es económico y fácil de instalar.

Desventajas de 100BASE-TX:

  • La longitud máxima de un segmento de 100BASE-TX es de sólo 100 m (328 ft).
  • Los cables son propensos a sufrir interferencia electromagnética (EMI).

1000BASE-T se denomina comúnmente Gigabit Ethernet. Gigabit Ethernet es una arquitectura LAN.

Ventajas de 1000BASE-T:

  • La arquitectura 1000BASE-T admite velocidades de transferencia de datos de 1 Gbps. A 1 Gbps, es diez veces más rápida que Fast Ethernet y 100 veces más rápida que Ethernet. Esta velocidad mayor permite implementar aplicaciones que exigen gran cantidad de ancho de banda, como vídeo en directo.
  • La arquitectura 1000BASE-T tiene interoperabilidad con 10BASE-T y 100BASE-TX.

Desventajas de 1000BASE-T:

  • La longitud máxima de un segmento de 1000BASE-T es de sólo 100 m (328 ft).
  • Es propenso a sufrir interferencias.
  • Las tarjetas NIC y los switches de Gigabit son costosos.
  • Se precisa equipo adicional.

10BASE-FL, 100BASE-FX, 1000BASE-SX y LX son tecnologías Ethernet de fibra óptica.

 

802.11a
Los dispositivos que conforman el estándar 802.11a permiten que las redes WLAN alcancen velocidades de transferencia de datos de 54 Mbps. Los dispositivos IEEE 802.11a funcionan en un intervalo de radiofrecuencia de 5 GHz y dentro de una distancia máxima de 45,7 m (150 ft).

802.11b
802.11b funciona en un intervalo de frecuencia de 2,4 GHz con una velocidad máxima teórica de transferencia de datos de 11 Mbps. Estos dispositivos funcionan dentro de una distancia máxima de 91 m (300 ft).

802.11g
IEEE 802.11g ofrece la misma velocidad máxima teórica que 802.11a, que es 54 Mbps, pero funciona en el mismo espectro de 2,4 GHz que 802.11b. A diferencia de 802.11a, 802.11g es compatible con 802.11b. 802.11g también tiene un alcance máximo de 91 m (300 ft).

802.11n
802.11n es un estándar inalámbrico más nuevo que tiene un ancho de banda teórico de 540 Mbps y funciona en un intervalo de frecuencia de 2,4 GHz o 5 GHz con un alcance máximo de 250 m (984 ft).

 

Un modelo arquitectónico es un marco de referencia común para explicar las comunicaciones en Internet y desarrollar protocolos de comunicación. Divide las funciones de los protocolos en capas administrables. Cada capa desempeña una función específica en el proceso de comunicación a través de una red.

 

 

El modelo OSI es un marco estándar de la industria y se utiliza para dividir las comunicaciones de red en siete capas distintas. A pesar de que existen otros modelos, la mayoría de los fabricantes de redes de la actualidad crean sus productos con este marco

 

 

Tanto el modelo OSI como el modelo TCP/IP son modelos de referencia que se utilizan para describir el proceso de comunicación de datos. El modelo TCP/IP se utiliza específicamente para la suite de protocolos TCP/IP, y el modelo OSI se utiliza para el desarrollo de comunicación estándar para equipos y aplicaciones de diversos proveedores.

 

 

Este capítulo le presentó los conceptos básicos sobre networking, los beneficios de tener una red y las maneras de conectar computadoras a una red. Los distintos aspectos de resolución de problemas en una red se analizaron con ejemplos de cómo analizar e implementar soluciones simples. Es importante recordar los siguientes conceptos de este capítulo:

  • Una red de computadoras se compone de dos o más computadoras que comparten datos y recursos.
  • Una red de área local (LAN) es un grupo de computadoras interconectadas que se encuentran bajo el mismo control administrativo.
  • Una red de área extensa (WAN) es una red que conecta redes LAN que se encuentran en ubicaciones geográficamente separadas.
  • En una red peer-to-peer, los dispositivos están conectados directamente entre sí. Una red peer-to-peer es fácil de instalar y no precisa ningún equipo adicional ni un administrador dedicado. Los usuarios controlan sus propios recursos, y una red funciona mejor con pocas computadoras. Una red cliente/servidor utiliza un sistema dedicado que actúa como el servidor. El servidor responde las solicitudes que realizan los usuarios o clientes conectados a la red.
  • Una LAN utiliza una conexión directa de una computadora a otra. Es adecuada para un área pequeña, como una casa, un edificio o una escuela. Una WAN utiliza líneas de comunicación seriales, punto a punto o punto a multipunto para establecer comunicación en distancias mayores. Una WLAN emplea tecnología inalámbrica para conectar los dispositivos entre sí.
  • La topología de la red define el modo en que se conectan computadoras, impresoras y otros dispositivos. La topología física describe el diagrama del cableado y los dispositivos, así como las rutas utilizadas por las transmisiones de datos. La topología lógica es la ruta en la que viajan las señales de un punto a otro. Entre las topologías, se incluyen topologías de bus, estrella, anillo y malla.
  • Los dispositivos de red se utilizan para conectar computadoras y dispositivos periféricos de manera que puedan comunicarse. Entre ellos se incluyen hubs, puentes, switches, routers y dispositivos multipropósito. El tipo de dispositivo implementado depende del tipo de red.
  • Los medios de red pueden definirse como los medios por los cuales las señales o los datos se envían de una computadora a otra. Las señales pueden transmitirse por cable o por medios inalámbricos. Los tipos de medios explicados fueron: cableado coaxial, de par trenzado, de fibra óptica y radiofrecuencias.
  • En la actualidad, la arquitectura Ethernet es el tipo más común de arquitectura LAN. La arquitectura se refiere a la estructura general de un sistema de comunicación o de computación. Determina las capacidades y las limitaciones del sistema. La arquitectura Ethernet se basa en el estándar IEEE 802.3. El estándar IEEE 802.3 especifica que una red implementa el método de control de acceso CSMA/CD.
  • El modelo de referencia OSI es un marco estándar de la industria y se utiliza para dividir las funciones de red en siete capas distintas. Estas capas son: aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace de datos y capa física. Es importante comprender el propósito de cada una de las capas.
  • El suite de protocolos TCP/IP se ha transformado en el estándar predominante para Internet. TCP/IP representa un conjunto de estándares públicos que especifican cómo los paquetes de información se intercambian entre computadoras a través de una o más redes.
  • Una tarjeta de interfaz de red (NIC) es un dispositivo que se conecta a una motherboard y proporciona puertos para las conexiones de cables de red. Es la interfaz de la computadora con la LAN.
  • Un módem es un dispositivo electrónico que se utiliza para comunicaciones entre computadoras mediante líneas telefónicas. Permite la transferencia de datos entre una computadora y otra. El módem convierte los datos orientados a bytes en streams de bits en serie. Todos los módems precisan un software para controlar la sesión de comunicación. El conjunto de comandos que utiliza la mayoría de los elementos de software del módem se conoce como conjunto de comandos compatibles con Hayes.
  • Los tres tipos de transmisión para el envío de señales mediante canales de datos son: simplex, half-duplex y full-duplex. La tecnología de red full-duplex mejora el rendimiento ya que se pueden enviar y recibir datos de manera simultánea. DSL, módem por cable bidireccional y otras tecnologías de banda ancha funcionan en modo full-duplex.
  • Se debe realizar mantenimiento a los medios y dispositivos de red, como los componentes de computadoras. Es importante limpiar los equipos periódicamente y utilizar un método preventivo para evitar problemas. Repare o cambie el equipo averiado para evitar el tiempo de inactividad.
  • Al resolver problemas de red, escuche lo que el cliente le dice para poder formular preguntas abiertas y cerradas que lo ayudarán a determinar por dónde deberá comenzar a corregir el problema. Verifique las cuestiones obvias e intente soluciones rápidas antes de profundizar en el proceso de resolución de problemas.