Las Telecomunicaciones y Sus Fundamentos
Las telecomunicaciones de datos y de voz han tenido gran utilidad en los
últimos tiempos. El análisis de la voz se mide con Erlangs (Unidad
que mide el volumen de tráfico de voz) sin embargo para el estudio de la data
no existe una unidad científica que mida el tráfico, podremos encontrar soluciones
subjetivas al respecto que en gran medida dependerán de la experiencia de quien
las plantee.
Analizaremos
algunos aspectos en ese sentido, trataremos el teorema del muestreo de la voz
con el objetivo de definir el ancho de banda.
Aquí les estamos introduciendo a las redes de
datos desde un punto de vista fundamental. Se evalúan los capítulos en lo más
básico y hasta un nivel considerable que le permita al lector incursionar en el
área con una buena base y un punto de vista practico que le permita confianza
para trabajar en el mercado.
Usando ejemplos de vida cotidiana creamos
comparaciones para facilitar el entendimiento.
Haciendo los ejercicios sugeridos podremos ser
capaces de analizar una dirección de Interne (IP) y en menos de un minuto obtener una respuesta satisfactoria sobre uno de los
protocolos más usados a nivel mundial. También podrá aprender a diseñar y mercadear sistemas de redes.
Trataremos herramientas que nos permitirán el
análisis y la solución de problemas en las redes de datos.
Descripción general de las telecomunicaciones de datos:
A) Redes
B) Arquitecturas = Protocolos
= Topologías Lógicas
C) Topologías
A) Redes:
Para que haya comunicación es necesaria la
existencia de un transmisor, un receptor y un medio. Por ejemplo: En una
conversación de dos personas sin aparatos de por medio, el transmisor sería la
laringe y el receptor el oído. El medio sería el aire.
Si las personas tienen discapacidades, Ejemplo: sordos o mudos: El medio
seria el aire el transmisor el cuerpo y el receptor los ojos.
En ambos casos puede haber capacidades de transmitir
y recibir el mensaje y no necesariamente esto signifique entendimiento, es
decir para que exista una comunicación efectiva en ambos casos debe haber un
lenguaje común.
Para el caso de los equipos que es nuestro
interés seria lo mismo; las redes están formadas también por esos tres elementos:
Y para que exista una comunicación efectiva aquí es
necesario el protocolo que son normas similares al lenguaje que usan los
humanos para comunicarse.
Las redes son medios de comunicación a través de los
cuales se intercambian grandes volúmenes de datos.
Las razones más usuales para decidir la
instalación de una red son:
- Compartir programas, archivos e impresora.
- Posibilidad de utilizar software de red.
- Creación de grupos de trabajo.
- Gestión centralizada.
- Acceso a otros sistemas operativos.
- Compartir recursos.
Analizando brevemente
la historia en el avance de los sistemas de cómputos centralizados y
distribuidos denotan en la actualidad una necesidad inminente de las redes de
datos.
En 1960 predominaban los sistemas centralizados (Main
Frame).
En 1970 las Mini computadoras. Sistemas
centralizados y satelites.
En 1980 penetran las PCs. Sistemas Personales
En 1990 los sistemas
distribuidos (Depende mucho de las redes de datos).
Tipos de Redes:
- Lan (Poca latencia)
- Wan (Mucha latencia)
- MAN
- Privadas
- Publicas
- Internet
- Intranet
- Extranet
- Red de Campo (Campus network)
LAN, red de área local (Local Area Network). Este es un sistema de comunicación entre computadoras donde la distancia entre los equipos debe ser relativamente pequeña (Por ejemplo 100 Metros). Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir los recursos (impresoras, etc.) e intercambiar información.
Las LAN se distinguen de
otro tipo de redes por la poca latencia.
WAN, Red de área ancha (Wide Area Network). Redes con varios ordenadores en un área extendida o de gran alcance. Una WAN se extiende sobre un área geográfica amplia, a veces un país o un continente.
En muchas redes de área
amplia, hay dos componentes distintos: las líneas de transmisión y los
elementos de conmutación. Las líneas de transmisión (también llamadas circuitos
o canales) mueven los bits de una máquina a otra. Los elementos de conmutación
son computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Cuando
los datos llegan por una línea de entrada, el elemento de conmutación debe
escoger una línea de salida para enviarlos generalmente estos equipos son los
llamados rauters.
La latencia en estos
sistemas es lo que dificulta su diseño debido a que los retardos que esta causa
pueden variar de unos cuantos milisegundos a unas decenas de segundos. Es un término
con una definición ampliada que denota retardo, atenuación, lentitud causada
por equipos, mucho software, diferencia
por el nivel, etc.
Red de área
metropolitana, MAN (Metropolitan Area Network). Es un punto intermedio entre una red LAN y una
red MAN. Aún de poco uso. Una MAN es básicamente una versión más grande de una
LAN y normalmente se basa en una tecnología similar. Podría abarcar una serie
de oficinas cercanas o en una ciudad, puede ser pública o privada. Una MAN
puede manejar datos y voz, e incluso podría estar relacionada con una red de
televisión por cable local. Una MAN sólo tiene uno o dos cables y no contiene
elementos de conmutación, los cuales desvían los paquetes por una de varias
líneas de salida potenciales. Como no tiene que conmutar, el diseño se
simplifica.
Publica. El usuario tiene derecho y recibe este servicio.
Privada. Para acceder a ella es necesario tener una Clave de Acceso por lo se requiere ser personal autorizado.
Internet. Es una red pública mundial interconectada a través de rauters con servidores diseminados por toda la tierra, con características especiales: transmisión de voz, data y video, permite la retroalimentación (Acknolegement=ACK), es interactiva. Las aplicaciones corren en el servidor.
Dentro de sus características tenemos:
- Protocolo de Comunicación:
TCP/IP
- Es gráfico
gracias al protocolo que permite su transmisión: Protocolo de transmisión
de Hipertexto, HTTP (Hypertext transmisión protocol) y al Lenguaje de
marcado de Hipertexto, HTML (Hypertext markup language).
- Uso de lenguajes auxiliares (que puedan manejar estructuras: If,
For y While) para el manejo de base de datos ya que HTML no es
estructurado. Estos lenguajes pueden ser Java, ASP, PHP, PER, etc.
- Uuso de sistemas operativos de redes, NOS (Network Operating
System)
Los problemas de Internet están relacionados con
los tres aspectos siguientes en la medida que estos sean considerados el uso de
estas redes adquieren mas valor.
- Seguridad. Internet nace sin seguridad.
- Dependencia de las redes. Es una red distribuida.
- Administración. Requiere de personal especializado.
Origen de Internet. El departamento de defensa, DOD (Department of Defense) E.U. quería
desarrollar una red mundial para fines militares. La Agencia
de Proyectos Avanzados de Investigación de E.U., ARPA (Agency Advanced Research Projects) en 1965 creo
ARPANET que es un programa de investigación que debió desarrollar técnicas y
tecnologías para conectar redes de varios tipos y protocolos de comunicación,
que permitiera a las computadoras conectadas comunicarse libremente a través de
diferentes plataformas y redes. Lograron comunicar dos anfitriones y mas tarde en el 1969 conjuntamente
con científicos de la universidad de STANFORD lograron el conjunto de mas de
100 protocolos TCP/IP, esto fue rechazado como un estándar de la industria por
los organismos internacionales sin embargo el Ejército (Army) de E.U. lo declaro un estándar en 1983.
Arpanet
ya sin recursos en 1985 fue adoptada por la Fundación Nacional
de ciencias, NSF (National Science Foundation ) de Estados Unidos, quienes
desarrollaron una red a la que llamaron Internet entre otros organismos sin
fines de lucro internacionales y varias universidades del mundo, se creo la InterNIC para su
administración y la autoridad para asignación de números en Internet, IANA
(Internet assigned number authority). En 1989 un científico de la netscape inventa el
navegador con HTTP y HTML haciendo la red más amigable, grafica y fácil.
En 1991-1992 el Internet es liberado por los E.U.
para el mundo y es cuando comienza un crecimiento exponencial y mas tarde se
crea una nueva administración en 1993 la Arquitectura para
Internet, IAB (Internet architecture board) que se divide en dos: Fuerza de
tarea de Ingenieria, IETF (Internet engeneering tag force) y fuerza de tarea
para la investigación, IRTF (Internet research tag force).
Proveedor de Servicios de Internet, ISP (Internet Service Provider). Para conectarse a la Red hay que acudir a una
empresa que nos brinde el acceso. Existen varios tipos: los de primer nivel se
conectan directamente a las grandes líneas de transmisión, y cualquier enlace a
Internet tiene forzosamente que pasar a través de ellos; están los de segundo
nivel, empresas grandes que dan servicio a usuarios finales o a pequeños ISP y
por último están los que solamente atienden a clientes finales.
Intranet. Es
una red privada con las mismas características que tiene Internet. El término describe la
implantación de las tecnologías de Internet dentro de una organización para
manejar informaciones hacia lo interno de la empresa (Organigrama, boletines,
empleado del mes, reconocimientos, despidos, nuevos empleados, etc.). Esto se realiza de forma que resulte
completamente transparente para el usuario, pudiendo éste acceder, de forma
individual, a todo el conjunto de recursos informativos de la organización, con
un mínimo costo, tiempo y esfuerzo.
Los miembros de la misma
utilizarán, como es presumible, clientes web para acceder a la información. Se
implantarán, por lo tanto, protocolos TCP/IP, y se utilizará el HTML para la
creación de documentos. La disparidad de plataformas y sistemas informáticos
existentes en una organización, y los problemas para compartir información
entre ellos, fuerzan a los responsables de los sistemas de información a buscar
soluciones de integración, de resultados fiables y de un costo aceptable. La
utilización de la tecnología World Wide Web, por su facilidad de implantación,
su bajo costo, y la rápida aprehensión y aceptación por parte del usuario, así
como por su portabilidad a las diferentes plataformas, y su capacidad para
interactuar con aplicaciones diversas mediante la utilización del interfase de
salida común, CGI (Common Gateway Interface).
Los factores que están
influyendo poderosamente en el despegue de Intranet pueden resumirse como
sigue:
1.
Costo asequible.
2.
Fácil adaptación y configuración a la infraestructura tecnológica de la
organización, así como gestión y manipulación.
3.
Adaptación a las necesidades de diferentes niveles: empresa, departamento,
área de negocio.
4.
Sencilla integración de multimedia.
5.
Disponible en todas las plataformas informáticas.
6.
Posibilidad de integración con las bases de datos internas de la
organización.
7.
Rápida formación del personal.
8.
Acceso a la Internet ,
tanto al exterior, como al interior, por parte de usuarios registrados con
control de acceso.
9.
Utilización de estándares públicos y abiertos, independientes de
empresas externas, como pueda ser TCP/IP o HTML.
Extranet. Es tener acceso desde cualquier parte del mundo a través del Internet a una red privada. Se comporta como un “tunel” dentro del Internet.
Tres características básicas:
Necesidad de encriptar la data. La encriptación consiste en aplicar una función
a unos datos para que estos queden irreconocibles. La seguridad de un método de
encriptación se mide teniendo en cuenta dos cosas: el número de claves posibles
y que habría que probar para desencriptar la contraseña y la complejidad de
este cálculo, que incide en cuantas verificaciones se pueden hacer por segundo.
El número de claves posibles suele ser el factor más importante, y se suele
medir en el número de bits que ocupa cada clave. Las posibles combinaciones
crecen exponencialmente con el número de bits, por lo tanto a poco que se
aumente el número de bits se incrementará muchísimo el número de claves y la
seguridad de la encriptación.
Necesidad de un Código Acceso. El código de acceso es una secuencia
alfanumérica que debe marcarse para obtener un servicio, prestación o para
alcanzar determinada zona de la red.
Integridad de la información. Que esta sea útil y se mantenga integra.
Extranet crea un medio de
comunicación común para colectivos (clientes, delegados, proveedores, etc.) más
cercanos a la organización y que tienen un trato diferencial, tanto de los
usuarios finales como de los empleados.
Las aplicaciones de
Extranet de tecnología del Internet permiten trabajar en tiempo real, siendo el
comercio electrónico barato, y eficaz y intercambio de datos electrónicos, EDI
(Electronic data exchange) con los
compañeros comerciales de una compañía.
Un buen ejemplo de este tipo de red es la red privada virtual, VPN (Virtual Private Network). La cual entendemos es una de las formas más seguras de trabajar a través del Internet.
B) Arquitecturas = Protocolos = Topologías Lógicas:
Es un conjunto formal de acuerdos y reglas, que establecen como las computadoras deben comunicarse a través de las redes, reduciendo al mínimo los errores de transmisión. Estos transmiten la información fragmentada, de esta manera ninguna transmisión, por grande que sea, monopoliza los servicios de la red.
Un protocolo describe:
- el tiempo relativo al intercambio de mensajes entre dos sistemas de
comunicaciones.
- el formato que el mensaje debe tener para que el intercambio entre
dos computadoras, que usan protocolos diferentes, se pueda establecer.
- que acciones tomar en caso de producirse errores.
- las suposiciones hechas acerca del medio ambiente en el cual el
protocolo será ejecutado.
Clasificación:
TCP/IP (Propietario de
uso universal)
ALTO MODELO OSI (De la industria)
SNA (system net. Architecture, IBM)
POR EL NIVEL
Cualquier nivel que no sea aplicación.
BAJO
Sin
conexión (Connection less):
No hay reconocimiento (ACK)
POR EL ACCESO
Orientado a
conexión (Connection oriented).
Circuito
Virtual. Hay reconocimiento.
Industria.
Son estándares definidos por
Organismos Internacionales.
POR FABRICANTE
Propietario.
Son estándares definidos por
Empresas de uso particular
C) Topología: Es la forma que adopta un plano esquemático del cableado o estructura
física de la red para unir dispositivos en un medio compartido.
Tipos de Topología:
Lineal (Bus). Consiste en un solo cable al cual se le conectan todas las
estaciones de trabajo. En este sistema una sola computadora por vez puede
mandar datos los cuales son escuchados por todas las computadoras que integran
el bus, pero solo el receptor designado los utiliza.
Ventajas: El cableado
es fácil de implementar y económico.
Desventajas: Si se tienen demasiadas
computadoras conectadas a la vez, la eficiencia baja notablemente. Usa cable coaxial y su velocidad es 10 base 5
(10=ancho de banda, base=tipo señalización y 5=coaxial grueso) o 10 base 2 dependiendo
del grosor del cable y la distancia. Un corte en cualquier punto del cable
interrumpe la Conexión
de los nodos del segmento completo.
TOPOLOGÍA ANILLO
Es un desarrollo de IBM que consiste en conectar
cada estación con otra formando un anillo. Los servidores pueden estar en cualquier lugar del anillo y la
información es pasada en un único sentido de una a otra estación hasta que
alcanza su destino.
Desventajas: La caída de una estación
interrumpe toda la red. Actualmente no hay conexiones físicas entre estaciones,
sino que existen centrales de cableado o MAU (Topología estrella) que
implementa la lógica de anillo. Podría ser costosa.
Ventaja: Con distribución por fibra óptica
(FDDI) con doble anillo tiene redundancia.
TOPOLOGÍA ESTRELLA
En este esquema donde todas las estaciones están
conectadas a un concentrador o HUB con cable por computadora. Para futuras
ampliaciones pueden colocarse otros HUBs en cascada dando lugar a la estrella
jerárquica.
Desventajas: Todo esta centralizado y el
cableado es complejo y costoso.
Ventaja: Fácil administración velocidades buenas
y escalables.
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