Fundamentos de Redes Informáticas: Topologías, Modelos y Conectividad

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Conceptos Fundamentales de Redes

Definiciones Básicas

Redes: Conjunto de medios técnicos que permiten la comunicación a distancia de equipos.

Nodo: Punto de intersección o unión de varios elementos que confluyen en el mismo lugar.

Topología de Red

Topología de una Red: Cadena de comunicación usada por los nodos que conforman una red (ejemplos: Topología Anillo, Topología Bus, Topología Estrella, Topología Malla, etc.).

Tipos de Redes

Red LAN (Local Area Network): Conexión de área local limitada a un entorno de 200 metros.

Red WAN (Wide Area Network): Redes que se extienden en un área geográfica extensa.

Clasificación de Redes

  • Por Alcance
  • Por Método de Conexión
  • Por Relación Funcional
  • Por Topología de Red
  • Por la Direccionalidad de los Datos

Modelos y Protocolos de Red

Modelo OSI

Modelo OSI (Open Systems Interconnection): Es un marco de referencia para la definición de arquitecturas de interconexión de sistemas de comunicación. Está compuesto por 7 capas:

  • Capa 1: Física (Bits)
  • Capa 2: Enlace de Datos (Tramas)
  • Capa 3: Red (Paquetes)
  • Capa 4: Transporte (Segmentos)
  • Capa 5: Sesión
  • Capa 6: Presentación
  • Capa 7: Aplicación (Software de Aplicación)

Capas 7-5: Software de aplicación

Capas 4-1: Transporte de datos

Capas 7-4: Entrega de datos

Capas 3-1: Capa física

Suite de Protocolos TCP/IP

Suite de Protocolos TCP/IP: Conjunto de protocolos diseñado con una arquitectura de capas. Son 4 capas:

  1. Capa de Aplicación
  2. Capa de Transporte
  3. Capa de Internet
  4. Capa de Acceso al Medio

PDU (Unidad de Datos de Protocolo)

Dispositivos de Red

Switch: Dispositivo de conmutación que permite el control de distintos equipos con un solo monitor.

Router: Dispositivo de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa 3.

Organizaciones y Estándares

ISO (Organización Internacional para la Estandarización): Red de institutos de normas nacionales de 163 países; es un organismo no gubernamental.

OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos): Modelo OSI (Capa 7 a Capa 1).

Transmisión de Datos

Capa Física

Capa Física o Nivel Físico: Se refiere a las transformaciones que se hacen a la secuencia de bits para transmitirlos de un lugar a otro.

Transmisión de Datos: Canales de transmisión compuestos por segmentos que permiten la circulación de datos en forma de ondas electromagnéticas, eléctricas, luz y ondas acústicas.

Espectro de Transferencia

Espectro de Transferencia: Caminos físicos por medio de los cuales viaja la información, usualmente mediante ondas electromagnéticas. Se dividen en guiados y no guiados.

Ondas Electromagnéticas: Forma de propagación de la radiación electromagnética a través del espacio.

Ondas Sonoras: Onda longitudinal por donde viaja el sonido.

Frecuencia: Una onda electromagnética está compuesta por muchas frecuencias.

Periodo: Intervalo de tiempo empleado para las transferencias.

Longitud de Onda: Distancia que recorre la onda en el intervalo de tiempo entre dos máximos consecutivos.

Espectro: Conjunto de frecuencias que constituyen una señal.

Ancho de Banda: Anchura del espectro.

Velocidad de Transmisión: Mide el tiempo que tarda un host o un servidor en poner en línea de transmisión el paquete de datos a enviar.

Cableado Estructurado

Cableado Estructurado: Sistema colectivo de cables, canalizaciones, conectores, etiquetas, espacios y demás dispositivos para establecer una infraestructura de comunicación de datos.

Direccionamiento IP

IP: Permite identificar de manera numérica nuestra red, facilitando la comunicación.

Máscara de Red: Permite saber en qué red estamos trabajando.

Sub Red: Divisiones que se le hacen a una red grande.

Clases de IP

  • Clase A: Permite interactuar con grandes equipos en el mundo.
  • Clase B: Reduce la capacidad de comunicación de equipos (ejemplo: empresas).
  • Clase C: Utilizadas para la comunicación entre una minoría de equipos (ejemplo: cyber).

Señales

Señal Analógica: Permite obtener datos digitales, se codifican por medio de un códec, viajan en forma continua.

Señales Digitales: Representa una cadena binaria, viaja en forma discontinua.

Modulación

Modulación: Tomar la onda electromagnética y transformarla a otro ámbito, con la finalidad de que llegue pura, limpia y amplia.

  • Modulación por Amplitud (AM): Dispositivo con dos señales de entrada, una señal portadora de amplitud y frecuencia constante, y la señal de información o moduladora. El parámetro de la señal portadora que es modificado por la señal moduladora es la amplitud.
  • Modulación por Frecuencia (FM): Las señales de transmisión y de datos son analógicas. La señal modulada mantendrá fija su amplitud y el parámetro de la señal portadora que variará es la frecuencia, de acuerdo a cómo varíe la amplitud de la señal.
  • Modulación por Fase (PM): Las señales de transmisión y de datos son analógicas. El parámetro de la señal portadora que variará de acuerdo a la señal moduladora es la fase.

Tipos de Cables

Cable UTP

: El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos aisladores son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes.
*CATEGORIAS: Cat 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. unafrecuencia superior a 1MHz ..Cat 2: frecuencia superior de 4 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.Cat 3: Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps  para Ethernet. una frecuencia superior de 16 MHz. Cat 4: La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps . Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 20 MHz ..Cat 5: Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.Cat 6: Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 250 MHz.Cat7. Es una mejora de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10 Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 600 MHz,POSEE UNA ALEACION DE ORO(MAYOR TRANSEFERCIA)-
*TIPOS DE CONEXIÓN: 1.- Cable recto (pin a pin)
Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo). Cada extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B) de configuración. La razón es que el concentrador es el que realiza el cruce de la señal.
2.- Cable cruzado (cross-over)
Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, dos enrutadores ,dos concentradores. También se utiliza cuando conectamos 2 ordenadores directamente, sin que haya enrutadores o algún elemento de por medio.
*CABLE RG58(COAXIAL): utilizado para transportarseñales  eléctricas de alta frecuencia  que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes . Entre ambos se encuentra una capa aislante  llamada dieléctrico , de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.