hub

1. ADSL Ethernet Cable: Par trenzado PC-1 hub PC-5 PC-2 PC-4 PC-3

2. 1.2 Concepto de redes Es un conjunto de dispositivos físicos "hardware" y de programas "software", mediante el cual podemos comunicar computadoras para compartir recursos (discos, impresoras, programas, etc.) así como trabajo (tiempo de cálculo, procesamiento de datos, etc.) Servidor PC-1 PC-7 Hub 1 PC-2 Hub 3 Hub 2 PC-3 PC-6 PC-4 PC-5

3. 1.3 Redes de computadoras Una red debe ser: Confiable. Estar disponible cuando se le requiera, poseer velocidad de respuesta adecuada. Confidencial. Proteger los datos sobre los usuarios de ladrones de información. Integra. En su manejo de información. 1.4 ¿Por qué necesito una red? Una red ahorra tiempo y dinero, permitiendo a los empleados de una compañía comunicarse y compartir información. Reduce aún más los costos eliminando la necesidad de contar con impresoras, módems y sistemas de almacenamiento de archivos adicionales; en una red, toda esta tecnología se puede compartir. Incluso se puede compartir una línea externa para obtener acceso a Internet a través de la red.

4. 1.5 Razones para instalar una red de Computadoras • Instalar una red de computadoras puede ofrecer muchas ventajas para su trabajo. Estas son algunas ventajas ofrecidas al instalar una red de computadoras. • - Compartir programas y archivos. • - Compartir los recursos de la red. • - Compartir bases de datos. • - Expansión económica de una base de PC. • - Posibilidad de utilizar software de red. • - Uso del Correo Electrónico. • - Creación de grupos de trabajo. • - Gestión centralizada. • - Seguridad. • - Acceso a más de un sistema operativo. • - Mejoras en la organización de la empresa.

5. CLASIFICACIÓN DE LAS REDES • Por localización: • Red de área personal (PAN) • Red de área local (LAN) • Red de área metropolitana (MAN) • Red de área amplia (WAN) • Internet • Redes Inalámbricas Por tecnología de transmisión Redes de Broadcast: Redes Point-To-Point: Por tipo de transferencia de datos Simplex: Half-Duplex:. Full-Duplex:

6. PAN (Red de área personal ) Una personal Area Network (PAN / Red de Área Personal) es una red de computadoras para la comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a Internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Una red PAN esta compuesta por al menos 2 dispositivos activos en una relación jerárquica (amo-esclavo) con un máximo de 8. El primer dispositivo conectado es el amo, y los demás serán los que dependen de él (los esclavos) que se comunican con el primero.

7. LAN Es la abreviatura de Local Area Network (Red de Área Local o simplemente Red Local). Una red local es la interconexión de varios ordenadores y periféricos. Su extensión esta limitada físicamente a un edificio o a un entorno de unos pocos kilómetros. Su aplicación más extendida es la interconexión de ordenadores personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc; para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones.

8. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen. El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información. Hub

9. MAN Una red de área metropolitana (Metropolitan Area Network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que dando cobertura en un área geográfica extensa, proporciona capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y vídeo, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado de cobre a velocidades que van desde los 2 Mbit/s hasta 155 Mbit/s.

10. El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante la interconexión de diferentes redes de área metropolitana.

11. WAN Una red de área amplia, WAN, acrónimo de la expresión en idioma inglés 'Wide Area Network', es un tipo de red de computadoras capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, dando el servicio a un país o un continente. Un ejemplo de este tipo de redes sería RedIRIS, Internet o cualquier red en la cual no estén en un mismo edificio todos sus miembros (sobre la distancia hay discusión posible).

12. La WAN es una red punto a punto, es decir, red de paquete conmutado. Las redes WAN pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o de radio. Una red de área amplia o WAN se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente, y su función fundamental está orientada a la interconexión de redes o equipos terminales que se encuentran ubicados a grandes distancias entre sí. Para ello cuentan con una infraestructura basada en poderosos nodos de conmutación que llevan a cabo la interconexión de dichos elementos, por los que además fluye un volumen apreciable de información de manera continua. Por esta razón también se dice que las redes WAN tienen carácter público, pues el tráfico de información que por ellas circula proviene de diferentes lugares, siendo usada por numerosos usuarios de diferentes países del mundo para transmitir información de un lugar a otro. La velocidad a la que circulan los datos por las redes WAN suele ser menor que la que se puede alcanzar en las redes LAN.

13. Internet: Una internet es una red de redes, vinculadas mediante gateways. Un gateway o pasarela es un computador especial que puede traducir información entre sistemas con formato de datos diferentes. Su tamaño puede ser desde 10000 kilómetros en adelante, y su ejemplo más claro es Internet, la red de redes mundial. Antena parabólica Satélite Servidor Medio físico MODEM Clientes

15. Redes Inalámbricas: Es una red cuyos medios físicos no son cables de cobre de ningún tipo, lo que las diferencia de las redes anteriores. Están basadas en la transmisión de datos mediante ondas de radio, microondas, satélites o infrarrojos. Los portátiles o laptops actuales salen de fábrica con dispositivos receptores de WIFI ya integrados, igual que muchos teléfonos móviles de útlima generación Una característica de los módems WIFI es que emiten su señal sin ningún tipo de discreción, por lo que cualquier persona que se encuentre en el radio de alcance del aparato podrá captar la señal y conectarse a Internet utilizando tu conexión.

16. Por tecnología de transmisión que usan. Redes de Broadcast: Son aquellas en que la transmisión de datos se realiza por un sólo canal de comunicación, compartido entonces por todas las máquinas de la red. Cualquier paquete de datos enviado por cualquier máquina es recibido por todas las de la red. • Redes Point-To-Point: • Son aquellas en las que existen muchas conexiones entre parejas individuales de máquinas. Para poder transmitir los paquetes desde una máquina a otra a veces es necesario que éstos pasen por máquinas intermedias, siendo obligado en tales casos un trazado de rutas mediante dispositivos routers.

17. Tipo de transferencia de datos • Redes de transmisión Simplex: son aquellas en las que los datos sólo pueden viajar en un sentido. • ii. Redes Half-Duplex: son aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos, pero sólo en uno de ellos en un momento dado. Es decir, sólo puede haber transferencia en un sentido a la vez. • iii. Redes Full-Duplex: son aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos a la vez.

19. 2.2 TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN La tecnología de transmisión del canal o las técnicas de transmisión determinan la manera como el usuario se debe dirigir al canal. Dicha tecnología se subdivide en dos categorías: la transmisión en banda base (baseband) y la transmisión en banda ancha (broadband). 2.2.1 Banda Base Es el método más común dentro de las redes locales. En la transmisión en banda base. únicamente existe un canal y todo el ancho de banda de éste, está reservado por completo a un emisor, por lo que solo puede transmitir una señal simultáneamente. La señal se transmite en forma digital sin emplear técnicas de modulación (cambiar las señales de digitales a analógicas) y está especialmente indicada para cortas distancias, ya que en grandes distancias se producirían ruidos e interferencias, aunque pueden utilizarse repetidores que vuelven a regenerar la señal. Los elementos de conexión que se pueden utilizar son: el cable de par trenzado y el cable coaxial de banda base. La banda base es menos compleja que la banda ancha y generalmente es menos costosa.

20. 2.2 TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN 2.2.2 Banda Ancha En la transmisión en banda ancha el cable puede transportar un número considerable de señales de manera simultánea. El canal está dividido en varios canales mediante multiplexación por división de frecuencias que permiten emisiones simultáneas Y cada una utiliza su propio canal. Las señales se transmiten en forma digital modulando la señal sobre ondas portadoras. El ancho de banda depende de la velocidad de transmisión de los datos, cuanto más largo sea el ancho de banda los datos se ejecutarán con mayor velocidad. Esta velocidad se mide en hertz (medida de frecuencia de una señal que representa un ciclo por segundo, ó en megahertz (MHz), un millón de ciclos por segundo. Este método hace imprescindible la utilización de un módem para poder modular y demodular la información. La distancia máxima puede llegar hasta los 50 kilómetros, permitiendo utilizar además los elementos de conexión de la red para transmitir otras señales distintas de las propias de la red como pueden ser señales de televisión o señales de voz. Los elementos de conexión que se pueden utilizar son: el cable coaxial de banda ancha y el cable de fibra óptica.

22. Capítulo II:TOPOLOGIA DE REDES  Contenido: 2.1 . Introducción 2.2. Topología en Bus 2.3. Topología en Anillo 2.4. Topología en Estrella 2.5. Topología en Árbol2.6. Topología en Red Celular 2.7. Resumen

23. 2.1. Introducción • Cuando hablamos de topología de una red, hablamos de su configuración. • Esta configuración recoge tres campos: • físico, eléctrico y lógico.  • El nivel físico y eléctrico se puede entender como la configuración del cableado entre máquinas o dispositivos de control o conmutación.  Cuando hablamos de la configuración lógica tenemos que pensar en como se trata la información dentro de nuestra red, como se dirige de un sitio a otro o como la recoge cada estación.  • La topología afecta la forma en que el Sistema Operativo de Red administra la red, cómo fluye la información, el nivel de tolerancia a fallos y los métodos de solución de problemas.  Todos los diseños de red que pueden verse hoy día, pueden ser una combinación o variante de una de las siguientes tres topologías básicas: • bus, estrella y anillo. 

24. 2.2 Topología de bus La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.

25. La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos.

26. Topología en bus ó árbol Sus CARACTERISTICAS: Consta de un único cable que se extiende de un ordenador al siguiente de un modo serie. Todas las estaciones están conectadas a un único canal

27. Sus CARACTERISTICAS: Los extremos del cable se terminan con una resistencia denominada terminador, que además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar el bus. Los dispositivos conectados en bus han de disponer de un alto nivel de inteligencia o deberá disponer de una unidad de interfase que señale las direcciones de cada ordenador conectado. Puesto que las estaciones más cercanas a la estación emisora reciben una señal muy fuerte que las que se encuentran en los extremos, los transmisores y los receptores utilizados por la red han de tolerar una amplia gama de señales. Por ello es conveniente limitar la longitud de segmento del cable y el número de estaciones conectadas.

28. Sus principales VENTAJAS son: Fácil de instalar y mantener. Sencillo conectar nuevos dispositivos No existen elementos centrales de los que dependa toda la red, cuyo fallo dejaría inoperativas a todas las estaciones. Adecuado para tráfico muy alto Sus principales INCONVENIENTES son: Si se rompe el cable en algún punto, la red queda inoperativa por completo. El sistema no reparte equitativamente los recursos. El interfaz con el medio de transmisión (cable, etc) ha de hacerse por medio de dispositivos inteligentes y si no es así se requieren unidades de interfaz muy sofisticadas. La longitud del medio de transmisión no sobrepasa generalmente los 2000 metros.

29. 2.3 Topología de anilloUna topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes. . Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente.

30. Topología de anillo doble Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

31. Sus principales CARACTERISTICAS son: El cable forma un bucle cerrado formando un anillo. Todos los ordenadores que forman parte de la red se conectan a ese anillo. Habitualmente las redes en anillo utilizan como método de acceso al medio el modelo "paso de testigo". Sus principales VENTAJAS son: La capacidad de transmisión se reparte equitativamente entre los usuarios La red no depende de un control central El índice de errores es muy pequeño, además es fácil localizar los errores de transmisión y los enlaces y nodos que originan errores El tiempo de acceso es moderado, incluso en situaciones de mucho tráfico Se pueden conseguir velocidades de transmisión muy altas Se pueden utilizar distintos medios de transmisión

32. Sus principales INCONVENIENTES son: Si se rompe el cable que forma el anillo se paraliza toda la red. Es difícil incorporar nuevos dispositivos sin interrunpir la actividad de la red Es difícil de instalar y ampliar La fiabilidad de la red depende de los repetidores Es necesario un dispositivo monitor Requiere mantenimiento.

33. 2.4 Topología en estrella La topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red. La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta

34. Topología en estrella extendida La topología en estrella extendida es igual a la topología en estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta con el nodo central también es el centro de otra estrella. Generalmente el nodo central está ocupado por un hub o un switch, y los nodos secundarios por hubs. La ventaja de esto es que el cableado es más corto y limita la cantidad de dispositivos que se deben interconectar con cualquier nodo central. La topología en estrella extendida es sumamente jerárquica, y busca que la información se mantenga local.

35. Topología en estrella extendida

36. Sus principales CARACTERISTICAS son: Todas las estaciones de trabajo están conectadas a un punto central (concentrador), formando una estrella física. Cada vez que se quiere establecer comunicación entre dos ordenadores, la información transferida de uno hacia el otro debe pasar por el punto central Si se rompe un cable sólo se pierde la conexión del nodo que interconectaba. El nodo central proporciona el punto lógico para conectar directamente los recursos compartidos más importantes. El tamaño y capacidad de la red esta directamente relacionada con la potencia de la estación central. La carga qud conlleva todo lo relacionado con la compatibilidad la lleva el nodo central. La topología en estrella elimina la necesidad de que cada estación de la red efectúe sus propias decisiones de retransmisión, ello recae en el control central. dado la actividad del nodo central

37. Sus principales VENTAJAS son: Buena tipología para cuando hay que conectar muchas estaciones a una misma estación Se pueden conectar terminales no inteligentes Las estaciones pueden tener velocidades de transmisión diferentes Es fácil de detectar y de localizar un problema en la red. La transmisión de mensaje es está controlada por el nodo central Sus principales INCONVENIENTES son: Es susceptible de averías en el nodo central Elevado precio por la complejidad del nodo central y por la instalación de cables Velocidades de transmisión inferiores dado la actividad del nodo central

38. 2.5. Topología en árbol La topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos. El enlace troncal es un cable con varias capas de ramificaciones, y el flujo de información es jerárquico. Conectado en el otro extremo al enlace troncal generalmente se encuentra un host servidor

39. Topología en malla completa En una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red. La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora.

40. 2.6 Topología de red celular Topología de red celular La topología celular está compuesta por áreas circulares o hexagonales, cada una de las cuales tiene un nodo individual en el centro. La topología celular es un área geográfica dividida en regiones (celdas) para los fines de la tecnología inalámbrica. En esta tecnología no existen enlaces físicos; sólo hay ondas electromagnéticas. La ventaja obvia de una topología celular (inalámbrica) es que no existe ningún medio tangible aparte de la atmósfera terrestre o el del vacío del espacio exterior (y los satélites). Las desventajas son que las señales se encuentran presentes en cualquier lugar de la celda y, de ese modo, pueden sufrir disturbios y violaciones de seguridad. Como norma, las topologías basadas en celdas se integran con otras topologías, ya sea que usen la atmósfera o los satélites

41. 2.7 Resumen. Factores de evaluación de la topología

42. Topología en bus ó árbol Aplicación: Las redes en bus se usan normalmente en instalaciones muy pequeñas y enredes que tienen muy poco tráfico Complejidad: Suelen ser relativamente sencillas Respuesta Tráfico: Excelente si hay poco tráfico, pero a medida que aumenta la carga, la respuesta disminuye con rapidez Vulnerabilidad: El fallo de una estación no afecta a la red. son vulnerables al fallo del canal principal. Cuando tiene problemas son muy difíciles de localizar, pero fáciles de reparar. Capacidad de Expansión: Muy sencilla. La instalación de un aparato no cambia en nada el resto de la red, aunque todos los dispositivos conectados han de poder aceptar los mismos tipos de dirección y de datos.

43. Topología en anillo Aplicación: De interés cuando se necesita que la red tenga una capacidad equitativa, cuando se tenga que conectar un número pequeño de estaciones que puedan funcionar a velocidades altas en distancias cortas. Complejidad: Necesitan un hardware relativamente complicado. el desvío de mensajes es relativamente sencillo puesto que el mensaje sólo se mueve en una dirección. Respuesta Tráfico: Bastante estable si hay mucho tráfico. El aumento de tiempos de espera -salvo el medio- es menor que en otros tipos de red Vulnerabilidad: El fallo de una estación afecta a toda la red, debido a la interdependencia de las estaciones Difícil localizar un fallo. Si se desea tener la red en funcionamiento continuo, conveniente duplicar los recursos. Capacidad de Expansión: Bastante sencilla. La instalación de un aparato no hay que interrumpir el sistema aunque a veces es conveniente.

44. Topología en Estrella Aplicación: Es la mejor forma de integrar servicios de voz y datos. Complejidad: Esta configuración puede ser bastante compleja. Las estaciones conectadas a la central pueden, a su vez, actuar de nodo central para otras estaciones, o pueden estar conectadas a enlaces de comunicaciones remotos. Respuesta Tráfico: Bastante buena para una carga moderada del sistema, sin embargo, el tamaño y la capacidad de la red, esta directamente relacionada con la potencia del nodo central. La dependencia de la red es muy alta: normalmente la estación central no se pude usar para ninguna otra cosa mientras están actuando como controlador de la red. La posibilidad de número de líneas separadas es muy alto. Vulnerabilidad: La fiabilidad de toda la red depende del nodo central. El fallo de una sola estación no afecta al funcionamiento del sistema. La identificación y reparación de problemas queda simplificada por el control centralizado. Capacidad de Expansión: Muy restringida. La mayoría de los nodos centrales sólo pueden soportar un número limitado de interfaces de red. Al usuario se le imponen limitaciones de ancho de banda y de velocidad de transmisión necesarias para proteger de sobrecarga las funciones de proceso del nodo central.

45. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN 3.1 Modelo OSI de ISO 3.2

46. PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN ¿Qué es un Protocolo de comunicaciones? Llamamos protocolo de comunicaciones a una serie de normas que usan los equipos informáticos para gestionar sus diálogos en los intercambios de información. Dos equipos diferentes de marcas diferentes se pueden comunicar sin problemas en el caso en que usen el mismo protocolo de comunicaciones. A lo largo del tiempo se mejorado la tecnología de las comunicaciones, y se han podido ir usando protocolos mas útiles para las nuevas máquinas. Por ello han ido apareciendo nuevos protocolos a los que se han ido adaptando los productos de cada fabricante para asegurarse la compatibilidad con el resto de las marcas. El protocolo más usado en Internet es el TCP/IP.

47. Hace unos cuantos años parecía como si la mayor parte de los fabricantes de ordenadores y software fueran a seguir las especificaciones de la Organización internacional para el estándar (International Organization for Standarization, OSI). OSI define como los fabricantes pueden crear productos que funcionen con los productos de otros vendedores si la necesidad de controladores especiales o equipamientos opcional. Su objetivo es la apertura. El único problema para implantar el modelo ISO/ISO fue que muchas compañías ya habían desarrollado métodos para interconectar sus hardware y software con otros sistemas. Aunque pidieron un soporte futuro para lo estándares OSI, sus propios métodos estaban a menudo tan atrincherados que el acercamiento hacia OSI era lento o inexistente. Novell y otras compañías de redes expandieron sus propios estándares para ofrecer soporte a otros sistemas, y relegaron los sistemas abiertos a un segundo plano. Sin embargo, los estándares OSI ofrecen un modo útil para comparar la interconexión de redes entre varios vendedores. En el modelo OSI, hay varios niveles de hardware y el software. Podemos examinar lo que hace cada nivel de la jerarquía para ver como los sistemas se comunican por LAN.

48. 3.1 Modelo OSI de ISO OSI: Open System Interconnections: fue creado a partir del año 1978, con el fin de conseguir la definición de un conjunto de normas que permitieran interconectar diferentes equipos, posibilitando de esta forma la comunicación entre ellos. El modelo OSI fue aprobado en 1983. Un sistema abierto debe cumplir las normas que facilitan la interconexión tanto a nivel hardware como software con otros sistemas (arquitecturas distintas). Este modelo define los servicios y los protocolos que posibilita la comunicación, dividiéndolos en 7 niveles diferentes, en el que cada nivel se encarga de problemas de distinta naturaleza interrelacionándose con los niveles contiguos, de forma que cada nivel se abstrae de los problemas que los niveles inferiores solucionan para dar solución a un nuevo problema, del que se abstraerán a su vez los niveles superiores.

49. Se puede decir que la filosofía de este modelo se basa en la idea de dividir un problema grande (la comunicación en sí), en varios problemas pequeños, independizando cada problema del resto. Es un método parecido a las cadenas de montaje de las fábricas.; los niveles implementan a un grupo de operarios de una cadena, y cada nivel, al igual que en la cadena de montaje, supone que los niveles anteriores han solucionado unos problemas de los que él se abstraerá para dar solución a unos nuevos problemas, de los que se abstraerán los niveles superiores.

50. Figura 3.1: Modelo OSI, en tres perspectivas