Redes de Computadoras
Clasificación de Redes (PAN, LAN, MAN, WAN)
PAN (Personal Area Network)
Definición:
Redes diseñadas para la comunicación entre dispositivos personales en un área muy reducida (alrededor de unos pocos metros).
Ejemplos:
Conexión entre un smartphone y un reloj inteligente.
Conexión Bluetooth entre auriculares y teléfono.
Características:
Alcance: generalmente menos de 10 metros.
Uso: comunicación entre dispositivos personales o periféricos.
LAN (Local Area Network)
Definición:
Redes diseñadas para la comunicación entre dispositivos personales en un área muy reducida (alrededor de unos pocos metros).
Ejemplos:
Conexión entre un smartphone y un reloj inteligente.
Conexión Bluetooth entre auriculares y teléfono.
Características:
Alcance: generalmente menos de 10 metros.
Uso: comunicación entre dispositivos personales o periféricos.
WAN (Wide Area Network)
Definición:
Redes que abarcan grandes distancias, interconectando múltiples LANs y MANs, pudiendo llegar a cubrir regiones, países o incluso el mundo entero (como Internet).
Ejemplos:
Conexiones entre sucursales de una empresa en diferentes ciudades o países.
Redes de proveedores de servicios de Internet (ISP).
Características:
Alcance: desde cientos de kilómetros hasta alcance global.
Uso: transporte de datos a gran escala, donde la velocidad y la latencia pueden variar según la infraestructura y el medio de transmisión utilizado (fibra óptica, satélites, enlaces por microondas, etc.).
MAN (Metropolitan Area Network)
Definición:
Redes que cubren un área geográfica más amplia que una LAN, generalmente una ciudad o región metropolitana.
Ejemplos:
Redes de transporte público (sistemas de cámaras de seguridad en una ciudad).
Redes de universidades o corporaciones distribuidas en diferentes sedes de una misma ciudad.
Características:
Alcance: aproximadamente de 10 a 50 kilómetros.
Uso: interconectar múltiples LANs dentro de una misma área urbana o metropolitana.
Transmisión de Datos
La transmisión de datos es el proceso de enviar información en forma de señales eléctricas, ópticas o electromagnéticas entre dispositivos a través de un medio de comunicación, como cables, fibra óptica o redes inalámbricas.
Wi-Fi: Enviar y recibir datos a través de una red inalámbrica.
Bluetooth: Transferir archivos entre dispositivos como teléfonos y computadoras.
Cable Ethernet: Conectar una PC a un router para acceder a Internet.
Fibra óptica: Transmitir datos a alta velocidad en redes de telecomunicaciones.
USB: Transferir archivos desde una memoria USB a una computadora.
Redes móviles (4G/5G): Navegar por Internet desde un smartphone.
Satélites: Comunicación y transmisión de datos en áreas remotas.
Componentes de la Transmisión
Los componentes de la transmisión de datos son los elementos esenciales que permiten el envío y recepción de información en una red de computadoras o sistema de comunicación.
Emisor: Dispositivo que envía la información (ej. computadora, teléfono).
Receptor: Dispositivo que recibe la información (ej. impresora, servidor).
Medio de transmisión: Canal por donde viajan los datos (ej. cables, ondas de radio).
Protocolos de comunicación: Reglas que regulan la transmisión (ej. TCP/IP, HTTP).
Modem/Routers: Dispositivos que facilitan la conexión y transmisión de datos en redes.
Tipos de Transmisión
Los tipos de transmisión de datos se refieren a las formas en que la información es enviada de un emisor a un receptor a través de un medio de comunicación.
Transmisión Simplex: La información fluye en una sola dirección, sin respuesta del receptor. (Ejemplo: radio o televisión).
Transmisión Half-Duplex: La comunicación es bidireccional, pero solo un dispositivo transmite a la vez. (Ejemplo: radios walkie-talkie).
Transmisión Full-Duplex: Ambos dispositivos pueden enviar y recibir datos al mismo tiempo. (Ejemplo: llamadas telefónicas, redes Ethernet).
Transmisión en Serie: Los datos se envían bit a bit de manera secuencial. (Ejemplo: comunicación USB, RS-232).
Transmisión en Paralelo: Múltiples bits se envían simultáneamente por distintos canales. (Ejemplo: buses de datos en computadoras).
Señales Analógicas y Digitales
Analógicas: señales que pueden ser
representadas por funciones que toman un
número infinito de valores en cualquier intervalo
considerado.
Ejemplos
Sonido en vivo: Las ondas sonoras producidas por una persona hablando o tocando un instrumento son continuas y pueden tomar infinitos valores en el tiempo.
Señales de radio: Las ondas de radio son señales analógicas porque su amplitud y frecuencia pueden variar de manera continua.
Digitales: señales que pueden ser
representadas por funciones que toman un
número de valores en cualquier intervalo
considerado.
Ejemplos
Datos binarios de computadoras: Los valores 0 y 1 utilizados para representar información digital son ejemplos de señales digitales.
Señales de comunicación en dispositivos electrónicos: Como los pulsos de voltaje en los circuitos digitales que representan dos niveles (alto o bajo).
Conmutación
Tipos
Definición
Modelo OSI
Definición
Es un marco de referencia que describe cómo se comunican los sistemas en una red, dividido en siete capas (física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación), cada una con funciones específicas.
Capas
Capa 1: Física
Transmite bits a través del medio físico.
Define interfaces eléctricas, mecánicas y de procedimiento.
Capa 2: Enlace de Datos
Detecta y corrige errores de transmisión.
Agrupa los bits en tramas y controla el acceso al medio.
Capa 3: Red
Encamina los datos entre redes.
Gestiona la congestión y el direccionamiento de los paquetes.
Capa 4: Transporte
Divide los datos en fragmentos más pequeños.
Realiza control de flujo y garantiza la entrega punto a punto.
Capa 5: Sesión
Administra el inicio, mantenimiento y cierre de las sesiones.
Maneja la sincronización y la recuperación de errores.
Capa 6: Presentación
Traduce y formatea los datos para asegurar la compatibilidad entre sistemas.
Capa 7: Aplicación
Permite la interacción con servicios de red como transferencia de archivos y correo electrónico.
Criterios de Evaluación de Redes
Prestaciones
Número de usuarios: Un gran número de usuarios concurrentes puede aumentar los tiempos de respuesta en redes no optimizadas.
Tipo de medio de transmisión: El medio de transmisión de datos (tasa de datos).
Hardware: El tipo de hardware influye en la velocidad y capacidad de la red.
Software: El software utilizado en los dispositivos de la red afecta su rendimiento y procesamiento de datos.
Protocolos de comunicación, sistemas operativos, firewalls y antivirus, software de gestión de red.
Routers y switches, tarjetas de red, servidores, cables y conectores.
Ethernet (Cable UTP)
Fibra óptica
Wi-fi y Bluetooth
Comunicaciones satelitales
Fiabilidad
Frecuencia de fallo: Las redes que fallan frecuentemente son poco útiles para los usuarios.
Tiempo de recuperación de una red después de un fallo: La rapidez en la restauración del servicio después de un fallo es crucial.
Catástrofe: Las redes deben estar protegidas contra eventos catastróficos como incendios, terremotos y robos.
Seguridad
Accesos no autorizados: Los datos sensibles deben de estar protegidos, desde contraseñas hasta técnicas de cifrado avanzadas.
Virus: Las redes deben de estar protegidas contra ataques de virus mediante mecanismos de seguridad software y hardware específicos:
Medios de transmisión
Tipos
Definición
Protocolos y estándares
Los protocolos y estándares de comunicación son reglas y normativas que regulan la transmisión de datos en redes informáticas, asegurando que los dispositivos puedan intercambiar información de manera eficiente y segura.
Protocolo TCP/IP: Base de Internet, permite la comunicación entre dispositivos mediante direcciones IP.
Protocolo HTTP/HTTPS: Utilizado para la transferencia de datos en la web. HTTPS incluye cifrado para mayor seguridad.
Protocolo FTP: Permite la transferencia de archivos entre computadoras en una red.
Estándar IEEE 802.11: Define las redes Wi-Fi.
Estándar Ethernet (IEEE 802.3): Especifica las conexiones de red cableadas.
Canales de comunicación
Modos de Comunicación en Redes
Los modos de comunicación determinan cómo fluye la información entre los dispositivos en una red.
Simplex
Transmisión en un solo sentido.
Un dispositivo solo puede enviar y el otro solo recibir.
Ejemplo:
📻 Radio y 📺 Televisión (el usuario solo recibe la señal)
Half-Duplex
Transmisión en ambos sentidos, pero no simultáneamente.
Primero un dispositivo envía, luego el otro responde.
Ejemplo:
🎤 Walkie-Talkies (debes esperar tu turno para hablar).
Full-Duplex
Transmisión simultánea en ambos sentidos.
Los dispositivos pueden enviar y recibir al mismo tiempo.
Ejemplo:
📞 Teléfonos y Redes Ethernet modernas.
Topologías de red
Las topologías de red describen cómo se organizan y conectan los dispositivos en una red de computadoras.
Existen diferentes tipos de topologías, cada una con características, ventajas y desventajas.
Topología en Estrella
Descripción:
Cada dispositivo se conecta a un nodo central (switch o hub).
Ventajas:
Fácil instalación y mantenimiento.
Fallos en un nodo no afectan a la red completa.
Desventajas:
Si el nodo central falla, toda la red se desconecta.
Requiere más cableado en comparación con otras topologías.
Ejemplo: Redes domésticas y empresariales con switches.
Topología en Bus
Descripción:
Todos los dispositivos están conectados a un único canal de comunicación (un cable principal).
Ventajas:
Económica, ya que requiere menos cableado.
Fácil de instalar en redes pequeñas.
Desventajas:
Si el cable principal falla, toda la red se cae.
Puede haber colisiones de datos.
Ejemplo: Antiguas redes Ethernet con cable coaxial.
Topología en Anillo
Descripción:
Cada nodo está conectado a dos nodos vecinos, formando un circuito cerrado.
Ventajas:
Se reducen colisiones de datos.
Es más eficiente en transmisión de datos que el bus.
Desventajas:
Si un nodo falla, puede interrumpir toda la comunicación.
Es difícil agregar nuevos dispositivos sin afectar la red.
Ejemplo: Redes de telecomunicaciones antiguas.
Topología en Malla
Descripción:
Cada nodo tiene múltiples conexiones con otros nodos, creando rutas redundantes.
Ventajas:
Alta tolerancia a fallos (si un enlace falla, hay otros disponibles).
Seguridad mejorada, ya que los datos pueden seguir múltiples rutas.
Desventajas:
Alto costo de implementación.
Difícil de gestionar en redes grandes.
Ejemplo: Redes militares, redes de telecomunicaciones críticas.
Topología en Árbol (Jerárquica)
Descripción:
Combina múltiples redes en estrella conectadas a un nodo central superior.
Ventajas:
Permite una fácil escalabilidad.
Organización estructurada para grandes redes.
Desventajas:
Dependencia de los nodos de nivel superior.
Requiere más administración.
Ejemplo: Redes empresariales y redes educativas.
Topología Híbrida Descripción:
Combinación de dos o más topologías (ejemplo: estrella y bus).
Ventajas:
Combina las ventajas de diferentes topologías.
Flexible y escalable.
Desventajas:
Puede ser costosa y compleja de administrar.
Ejemplo: Infraestructura de redes en grandes corporaciones.
PREGUNTAS
Protege la información de accesos no autorizados, ataques y pérdidas de datos, asegurando la privacidad y el correcto funcionamiento.
Puede causar interrupciones en la comunicación, pérdida de productividad, fallos en transacciones y riesgo de pérdida de datos esenciales.