Introducción
Consignas:
Definición de Red
Una Red se podría definir como un sistema de comunicación que se da entre distintos equipos para poder realizar una comunicación eficiente, rápida y precisa, posibilitando la transmisión de datos de un ordenador a otro, realizando entonces un Intercambio de información y también de recursos disponibles en el equipo.
La red tiene que estar conformada indefectiblemente por un Terminal (el punto de partida de la comunicación) o un Nodo que permita la conexión, y esencialmente el Medio de Transmisión, que es definido esencialmente por la conexión que es llevada a cabo entre dichos equipos.
Topologías de Red
La definición de una topología de red, también llamada forma lógica de red se define como la cadena de comunicación que los nodos que conforman una red usan para comunicarse. En otras palabras es la distribución geométrica de las computadoras conectadas.
Tipos de topologías y ejemplos (4)
Bus
Es una red cuya topología se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.
La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre sí. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente. La ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.
Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable. A diferencia de una red en anillo, el bus es pasivo, no se produce generación de señales en cada nodo.
Ventajas
- Facilidad de implementación y crecimiento.
- Económica.
-
Simplicidad en la arquitectura.
Desventajas
- Longitudes de canal limitadas.
- Un problema en el canal usualmente degrada toda la red.
- El desempeño se disminuye a medida que la red crece.
- El canal requiere ser correctamente cerrado (caminos cerrados).
- Altas pérdidas en la transmisión debido a colisiones entre mensajes.
Estrella
Una red en estrella es una red en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones que han de hacer necesariamente a través de este.
Dado su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas relacionados con el eco.
Se utiliza sobre todo para redes locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador (router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología. El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador, por el que pasan todos los paquetes.
Ventajas
-
Tiene dos medios para prevenir problemas.
-
Permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente.
Desventajas
- Si el nodo central falla, toda la red se desconecta.
- Es costosa, ya que requiere más cable que la topología Bus y Ring .
- El cable viaja por separado del hub/switch a cada computadora.
Malla
La topología en malla es una topología de red en la que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible llevar los mensajes de un nodo a otro por diferentes caminos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.
El establecimiento de una red de malla es una manera de encaminar datos, voz e instrucciones entre los nodos. Las redes de malla se diferencian de otras redes en que los elementos de la red (nodo) están conectados todos con todos, mediante cables separados. Esta configuración ofrece caminos redundantes por toda la red de modo que, si falla un cable, otro se hará cargo del tráfico.
Esta topología, a diferencia de otras (como la topología en árbol y la topología en estrella), no requiere de un servidor o nodo central, con lo que se reduce el mantenimiento (un error en un nodo, sea importante o no, no implica la caída de toda la red).
Las redes de malla son auto ruteables. La red puede funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el resto de los nodos evitan el paso por ese punto. En consecuencia, la red malla, se transforma en una red muy confiable.
Es una opción aplicable a las redes sin hilos (Wireless), a las redes cableadas (Wired) y a la interacción del software de los nodos.
Anillo
Una Topología de red es aquella en la que cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de repetidor, pasando la señal a la siguiente estación.
En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo, que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de información debidas a colisiones. Cabe mencionar que si algún nodo de la red deja de funcionar, la comunicación en todo el anillo se pierde.
En un anillo doble, dos anillos permiten que los datos se envíen en ambas direcciones. Esta configuración crea redundancia (tolerancia a fallos), lo que significa que si uno de los anillos falla, los datos pueden transmitirse por el otro.
Ventajas
- Simplicidad de arquitectura. Facilidad de implementación y crecimiento.
Desventajas
- Longitudes de canales limitadas.
- El canal usualmente degradará a medida que la red crece.
Componentes de una Red
Servidor
Terminal
Dispositivos de Red
Tarjeta de Red
Hub
Bridge
Router
Módem
Gateway
Medio de Comunicación
Sistemas Operativos de Redes
Los sistemas operativos de redes se diferencian de los Sistemas Operativos normales por así llamarlos, en que poseen funciones diferentes, mientras que un sistema operativo normal gestiona los recursos de hardware y provee servicios a los programas de aplicación, ejecutándose en modo privilegiado respecto de los restantes, los sistemas operativos de redes permite gestionar una red, dando paso a muchas funciones.
Las funciones principales de un S.O de Red son:
- Conectar los equipos, periféricos y demás dispositivos de la red.
- Coordinar las funciones de estos elementos.
- Controlar el acceso a los datos y a los elementos.
Ventajas
- La gestión se vuelve más sencilla.
- La gestión de los recursos y equipos de la red se hace de forma centralizada.
- Puede conectar los equipos y recursos de la red.
- Coordina funciones de periféricos y recursos.
- Proporciona seguridad en el control de acceso.
- Optimiza la utilización de los recursos.
Desventajas
- Equipos más caros y potentes para actuar como servidores.
- Coste del sistema operativo (coste por conexiones simultáneas...)
- Sistema crítico: necesidad de redundancia, personal especializado, etc.
Ejemplos de S.O de redes
Sistemas operativos de Novell
Es una de las plataformas de servicio más fiable para ofrecer acceso seguro y continuado a la red y los recursos de información, sobre todo en cuanto a servidores de archivos. El sistema operativo NetWare está formado por aplicaciones de servidor y cliente. Proporciona servicios como administración de archivos (mediante la base de datos NDS), seguridad de gran alcance y servicios de impresión transparentes al usuario. Tiene como inconveniente que no puede inter operar con otras redes de Windows NT.
Sistemas operativos de Microsoft
Desde que Microsoft lanzó el primer Windows NT en 1.993 como sistema operativo de red, no ha dejado de evolucionar y de implicar funciones y interoperabilidad con otros sistemas operativos como NetWare. Windows NT combina el sistema operativo del equipo y de red en un mismo sistema y trabaja sobre un modelo de dominio. Está formado por Windows NT Server, que configura un equipo para trabajar como servidor, y Windows NT Workstation, que proporciona a un equipo las funciones de cliente. Después de Windows NT, se presentaron Windows Server 2000 y Server 2003.
Sistemas operativos de Apple
El sistema operativo de red AppleTalk está completamente integrado en el sistema operativo de cada equipo que ejecuta el Mac OS. La implementación actual de AppleTalk permite posibilidades de interconexión Trabajo en Grupo de alta velocidad entre equipos Apple, así como interoperabilidad con otros equipos y sistemas operativos de red.
Redes Unix
UNIX es un sistema operativo de propósito general, multiusuario y multitarea, siendo las dos versiones más conocidas Linux y Solaris. Un sistema UNIX está constituido por un equipo central y múltiples terminales para los usuarios. Este sistema operativo ha sido diseñado específicamente para grandes redes, pero también presenta algunas aplicaciones para equipos personales. La característica principal de los sistemas Unix es que todos ellos están basados en el protocolo TCP/IP.
Protocolos de Red
Los protocolos son los que definen un conjunto de reglas para intercambiar información y cooperar. Son ellos, por ejemplo, los que definen la manera como compartimos información a través del Internet o incluso la manera como chateamos.
En la actualidad contamos con muchos protocolos de comunicación comerciales, incluso algunas empresas de telecomunicaciones tales como la AT&T han llegado a desarrollar sus propios protocolos, dependiendo de los servicios que ofrezcan a sus usuarios. Estos protocolos muchas veces aun sin darnos cuenta son usados por nosotros y nos ayudan a hacer tareas como los son el Internet, una transferencia por módem o una simple comunicación a un servicio en línea inteligente de algún banco.
Los protocolos que a continuación se relacionan son los más importantes y comerciales que existen hoy día, aunque la cantidad que se ha desarrollado es muy amplia pero también difícil de condensar en un solo trabajo y bastante complicado es ubicar, igualmente, información sobre ellas.
Ejemplos:
- FTP.
- HTTP.
- IPX/SPX.
- NFS.
- POP3.
- SCP.
- TCP/IP.
Cada uno está hecho para diferentes tipos de tareas.
TCP
El protocolo TCP (que significa Protocolo de Control de Transmisión) es uno de los principales protocolos de la capa de transporte del modelo TCP/IP. En el nivel de aplicación, posibilita la administración de datos que vienen del nivel más bajo del modelo, o van hacia él, (es decir, el protocolo IP). Cuando se proporcionan los datos al protocolo IP, los agrupa en datagramas IP, fijando el campo del protocolo en 6 (para que sepa con anticipación que el protocolo es TCP). TCP es un protocolo orientado a conexión, es decir, que permite que dos máquinas que están comunicadas controlen el estado de la transmisión.
Las principales características del protocolo TCP son las siguientes:
- Permite colocar los datagramas nuevamente en orden cuando vienen del protocolo IP.
- Posibilita que el monitoreo del flujo de los datos y así evita la saturación de la red.
- DIspone que los datos se formen en segmentos de longitud variada para "entregarlos" al protocolo IP.
- TCP se encarga de multiplexar los datos, es decir, que la información que viene de diferentes fuentes (por ejemplo, aplicaciones) en la misma línea pueda circular simultáneamente.
- Por último, permite comenzar y finalizar la comunicación amablemente.
El objetivo de TCP
Durante una comunicación usando el protocolo TCP, las dos máquinas deben establecer una conexión. La máquina emisora (la que solicita la conexión) se llama cliente, y la máquina receptora se llama servidor. Por eso es que decimos que estamos en un entorno Cliente-Servidor.
Las máquinas de dicho entorno se comunican en modo en línea, es decir, que la comunicación se realiza en ambas direcciones.
Para posibilitar la comunicación y que funcionen bien todos los controles que la acompañan, los datos se agrupan; es decir, que se agrega un encabezado a los paquetes de datos que permitirán sincronizar las transmisiones y garantizar su recepción.
Otra función del TCP es la capacidad de controlar la velocidad de los datos usando su capacidad para emitir mensajes de tamaño variable. Estos mensajes se llaman segmentos.
Núcleo de Sistema Operativo
El núcleo del sistema operativo, también llamado kernel (núcleo en inglés y alemán) es aquella parte fundamental de un sistema operativo que interactúa de forma directa con el hardware de una máquina. Como hay muchos programas y el acceso al hardware es limitado, el núcleo también se encarga de decidir qué programa podrá hacer uso de un dispositivo de hardware y durante cuánto tiempo, lo que se conoce como multiplexado.
Entre las funciones principales del kernel se encuentran:
- La gestión de memoria.
- La administración del sistema de archivos.
- La administración de servicios de entrada/salida.
- La asignación de recursos entre los usuarios.
La manipulación del Hardware se realiza por medio de controladores de dispositivo, que conocen la forma de comunicarse directamente con el hardware de la maquina
El software por su parte puede comunicarse con el kernel por medio de llamadas al sistema, las cuales le indican al kernel que realice tareas como abrir y escribir un archivo, ejecutar un programa, finalizar un proceso u obtener la fecha y hora del sistema.
Hay cuatro grandes tipos de núcleos:
- Los núcleos monolíticos facilitan abstracciones del hardware subyacente realmente potentes y variadas.
- Los micronúcleos (en inglés microkernel) proporcionan un pequeño conjunto de abstracciones simples del hardware, y usan las aplicaciones llamadas servidores para ofrecer mayor funcionalidad.
- Los núcleos híbridos (micronúcleos modificados) son muy parecidos a los micronúcleos puros, excepto porque incluyen código adicional en el espacio de núcleo para que se ejecute más rápidamente. Son los que reciben o dan salida a señales analógicas que son procesadas digitalmente. Esto puede realizarse gracias a los conversores analogicos/digitales que , como su nombre indica ,convierte señales analógicas a digitales
- Los exonúcleos no facilitan ninguna abstracción, pero permiten el uso de bibliotecas que proporcionan mayor funcionalidad gracias al acceso directo o casi directo al hardware.
Bibliografía
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https://www.angelfire.com/mi2/Redes/componentes.html