Los
Componentes Físicos y Lógicos de una Red.
Las Redes
Computacionales están conformadas por una serie de elementos se dividen en dos
tipos.
·
Físicos.
·
Lógicos.
Los
principales componentes físicos de una red de computadoras son:
Estaciones
de Trabajo.
En
una red de computadoras, una estación de trabajo (en inglés workstation) es una
computadora que facilita a los usuarios el acceso a los servidores y
periféricos de la red. A diferencia de una computadora aislada, tiene una
tarjeta de red y está físicamente conectada por medio de cables u otros medios
no guiados con los servidores. Los componentes para servidores y estaciones de
trabajo alcanzan nuevos niveles de rendimiento informático, al tiempo que
ofrecen fiabilidad, compatibilidad, escalabilidad y arquitectura avanzada
ideales para entornos multiproceso.
Una
estación de trabajo está optimizada para desplegar y manipular datos complejos
como el diseño mecánico en 3D, la simulación de ingeniería, los diagramas matemáticos, etc.
Las
Estaciones de Trabajo usualmente consisten de una pantalla de alta resolución,
un teclado y un ratón como mínimo. Para tareas avanzadas de visualización, se puede usar hardware especializado como SpaceBall
en conjunto con software MCAD para mejorar una percepción más profunda. Las
estaciones de trabajo, en general, han sido los primeros en ofrecer accesorios avanzados y herramientas de colaboración tales
como la videoconferencia.
Siguiendo
las tendencias de rendimiento de las computadoras en general, las computadoras
promedio de hoy en día son más poderosas que las mejores estaciones de trabajo
de una generación atrás. Como resultado, el mercado de las estaciones de
trabajo se está volviendo cada vez más especializado, ya que muchas operaciones
complejas que antes requerían sistemas de alto-rendimiento pueden ser ahora
dirigidas a computadores de propósito general. Sin embargo, el hardware de las
estaciones de trabajo está optimizado para situaciones que requieren un alto
rendimiento de procesamiento,
donde
generalmente se mantienen operacionales mientras que las computadoras
personales tradicionales rápidamente dejarían de responder.
Repetidores.
Tal
como se mencionó en la página correspondiente a los medios de red, hay varios
tipos de medios y cada uno de
estos medios tiene sus ventajas y desventajas. Una de las desventajas del tipo de cable que utilizamos
principalmente (UTP CAT5) es la longitud del cable. La longitud máxima para el cableado UTP de una red
es de 100 metros. Si es necesario extender la red más allá
de este límite, se debe agregar un dispositivo a la red. Este dispositivo se
denomina repetidor.
El
término repetidor se ha utilizado desde la primera época de la comunicación
visual, cuando una persona situada en una colina repetía la señal que acababa
de recibir de la persona ubicada en la colina de la izquierda, para poder
comunicar la señal a la persona que estaba ubicada en la colina de
la derecha. También proviene de las comunicaciones telegráficas, telefónicas,
por microondas y ópticas, cada una de las cuales usan repetidores para
reforzar las señales a través de grandes distancias, ya que de otro modo las
señales eventualmente se desvanecerían gradualmente o se extinguirían.
El
propósito de un repetidor es regenerar y retemporizar las señales de red a
nivel de los bits para permitir que los
bits viajen a mayor distancia a través de los medios. Tenga en cuenta la Norma
de cinco repetidores, también denominada Norma 5-4-3, cuando extienda
los segmentos LAN.
Esta norma
establece que se pueden conectar cinco segmentos de red de extremo a extremo
utilizando cuatro repetidores pero sólo tres segmentos pueden tener hosts
(computadores) en ellos.
Los
repetidores son dispositivos con un solo puerto "de entrada" y un
solo puerto "de salida". En el modelo OSI, los repetidores se
clasifican como dispositivos de Capa 1, dado que actúan sólo a nivel de los bits y no tienen en
cuenta ningún otro tipo de información. El símbolo para los repetidores no está estandarizado, por
lo tanto, se utilizará el símbolo que aparece en la figura anterior.
Concentradores
(Hub, Mau).
El propósito de un hub es regenerar y retemporizar las
señales de red. Esto se realiza a nivel de los bits para un gran número de
hosts (por ej., 4, 8 o incluso 24) utilizando un proceso denominado
concentración. Podrá observar que esta definición es muy similar a la del
repetidor, es por ello que el hub también se denomina repetidor multipuerto. La
diferencia es la cantidad de cables que se conectan al dispositivo. Las razones
por las que se usan los hubs son crear un punto de conexión central para los
medios de cableado y aumentar la confiabilidad de la red. La confiabilidad de
la red se ve aumentada al permitir que cualquier cable falle sin provocar una
interrupción en toda la red.
Esta es la diferencia con la topología de bus, en la que
si un cable falla, esto causa una interrupción en toda la red. Los hubs se
consideran dispositivos de la Capa 1 dado que sólo regeneran la señal y la
envían por medio de un broadcast de ella a todos los puertos (conexiones de
red).
En networking, hay distintas clasificaciones de los
hubs. La primera clasificación corresponde a los hubs activos o pasivos. La
mayoría de los hubs modernos son activos; toman energía desde un suministro de
alimentación para regenerar las señales de red. Algunos hubs se denominan
dispositivos pasivos dado que simplemente dividen la señal entre múltiples
usuarios, lo que es similar a utilizar un cable "Y" en un reproductor
de CD para usar más de un conjunto de auriculares. Los hubs pasivos no
regeneran los bits, de modo que no extienden la longitud del cable, sino que
simplemente permiten que uno o más hosts se conecten al mismo segmento de
cable.
Otra clasificación de los hubs corresponde a hubs
inteligentes y hubs no inteligentes. Los hubs inteligentes tienen puertos de
consola, lo que significa que se pueden programar para administrar el tráfico
de red.
Los hubs no inteligentes simplemente toman una señal de
networking entrante y la repiten hacia cada uno de los puertos sin la capacidad
de realizar ninguna administración.
La función del hub en una red token ring se ejecuta a
través de la Unidad de conexión al medio (MAU). Físicamente, es similar a un
hub, pero la tecnología token ring es muy distinta, como se explicará más
adelante. En las FDDI, la MAU se denomina concentrador.
Las MAU también
son dispositivos de la Capa 1.
MAU
MAU ó MSAU son abreviaturas empleadas para identificar a
la Unidad de Acceso Multi-estaciones (Multi-Station Access Unit). En un
ambiente de red del tipo Token ring, la MAU es un dispositivo multi-pórticos
del equipamiento en el que se conectan hasta 16 estaciones (ó puestos) de
trabajo. La MAU brinda un control centralizado de las conexiones en red. La MAU
mueve las señales desde una estación hasta la siguiente estación (ó puesto) de
trabajo activa en el anillo.
También brinda un relé incorporado de modo de impedir un
corte en el servicio de la red si fallase una única conexión ó dispositivo.
Además de los pórticos existentes para las conexiones de las estaciones (ó
puestos) de trabajo, la MAU posee dos puertos (ports) adicionales, los puertos
RI (Ring-In) y RO (Ring-Out) usados para interconectar dos ó más MAUs. En una
red ethernet Cable coaxial, la MAU solo emplea un cable para efectuar las dos
operaciones (transmisión y recepción). Con una Ethernet 10BaseT, la MAU debe
alojar dos pares de cables (un par para transmitir y otro para recibir).
Transceptores.
En redes de computadoras, el término transceptor se
aplica a un dispositivo que realiza, dentro de una misma caja o chasis, funciones tanto de trasmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito
comunes para ambas funciones. Dado que determinados elementos se utilizan tanto para la transmisión como para la recepción, la comunicación que provee un transceptor solo puede ser
semiduplex, lo que significa que pueden enviarse señales entre dos terminales
en ambos sentidos, pero no simultáneamente.
Puentes
(Bridges).
Un puente es un dispositivo de la capa 2 diseñado para
conectar dos segmentos de LAN.
El propósito de un puente es filtrar el tráfico de una
LAN, para que el tráfico local siga siendo local, pero permitiendo que el
tráfico que se ha dirigido hacia allí pueda ser conectado con otras partes
(segmentos) de la LAN. Usted se preguntará, ¿cómo puede detectar el puente cuál
es el tráfico local y cuál no lo es? La respuesta es la misma que podría dar el
servicio postal cuando se le pregunta cómo sabe cuál es el correo local.
Verifica la dirección local. Cada dispositivo de networking tiene una dirección
MAC exclusiva en la NIC, el puente rastrea cuáles son las direcciones MAC que
están ubicadas a cada lado del puente y toma sus decisiones basándose en esta
lista de direcciones MAC.
El aspecto de los puentes varía enormemente según el
tipo de puente. Aunque los routers y los switches han adoptado muchas de las
funciones del puente, estos siguen teniendo importancia en muchas redes. Para
comprender la conmutación y el enrutamiento, primero debe comprender cómo
funciona un puente.
En el gráfico se indica el símbolo correspondiente al
puente, que es similar a un puente colgante. Es importante tener en cuenta que,
al igual que un repetidor, el puente conecta solamente dos segmentos a la vez.
Como sucede en el caso de la combinación repetidor/hub, hay otro dispositivo
que se utiliza para conectar múltiples puentes.
Conmutadores (Switch).
Un
switch, al igual que un puente, es un dispositivo de la capa 2. De hecho, el
switch se denomina puente multipuerto, así como el hub se denomina repetidor
multipuerto. La diferencia entre el hub y el switch es que los switches toman
decisiones basándose en las direcciones MAC y los hubs no toman ninguna
decisión. Como los switches son capaces de tomar decisiones, hacen que la LAN
sea mucho más eficiente. Los switches hacen esto "conmutando" datos
sólo desde el puerto al cual está conectado el host correspondiente. A
diferencia de esto, el hub envía datos a través de todos los puertos de modo
que todos los hosts deban ver y procesar (aceptar o rechazar) todos los datos.
A primera vista los switches parecen a menudo similares
a los hubs. Tanto los hubs como los switches tienen varios puertos de conexión,
dado que una de sus funciones es la concentración de conectividad (permitir que
varios dispositivos se conecten a un punto de la red). La diferencia entre un
hub y un switch está dada por lo que sucede dentro del dispositivo.
El propósito del switch es concentrar la conectividad,
haciendo que la transmisión de datos sea más eficiente. Por el momento, piense
en el switch como un elemento que puede combinar la conectividad de un hub con
la regulación de tráfico de un puente en cada puerto. El switch conmuta
paquetes desde los puertos (las interfaces) de entrada hacia los puertos de
salida, suministrando a cada puerto el ancho de banda total (la velocidad de
transmisión de datos en el backbone de la red). Posteriormente se brindarán más
detalles acerca del tema.
En el gráfico se indica el símbolo que corresponde al
switch. Las flechas de la parte superior representan las rutas individuales que
pueden tomar los datos en un switch, a diferencia del hub, donde los datos
fluyen por todas las rutas.
Gateways.
Un
Gateway es un equipo que permite interconectar redes con protocolos y
arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación. La
traducción de las unidades de información reduce mucho la velocidad de
transmisión a través de estos equipos. Una puerta de enlace o gateway es
normalmente un equipo informático configurado para dotar a las máquinas de una red
local (LAN) conectadas a él de un acceso hacia una red exterior, generalmente
realizando para ello operaciones de traducción de direcciones IP (NAT: Network
Address Translation). Esta capacidad de traducción de direcciones permite
aplicar una técnica llamada IP Masquerading (enmascaramiento de IP), usada muy
a menudo para dar acceso a Internet a los equipos de una red de área local
compartiendo una única conexión a Internet, y por tanto, una única dirección IP
externa. Se podría decir que un gateway, o puerta de enlace, es un router que
conecta dos redes. La dirección IP De un gateway (o puerta de enlace) a menudo
se parece a 192.168.1.1 o 192.168.0.1 y utiliza algunos rangos predefinidos,
127.x.x.x, 10.x.x.x,172.x.x.x, 192.x.x.x, que engloban o se reservan a las
redes locales (véase red local). Además se debe notar que necesariamente un
equipo que haga de puerta de enlace en una red, debe tener 2 tarjetas de red.
Al escribir el número de la puerta de enlace te pide una dirección y una
contraseña, que al coincidir se abre una página donde muestra la información
del modem, WAN y LAN, que luego se pueden configurar.
Routers.
El router es el primer dispositivo con el que trabajará
que está ubicado en la capa de red del modelo OSI, o capa 3. Al trabajar en la
capa 3, esto permite que el router tome decisiones basándose en grupos de direcciones de red (clases) a diferencia de las direcciones MAC individuales, que es lo que se
hace en la capa 2. Los routers también pueden conectar distintas tecnologías de
la capa 2 como, por ejemplo, Ethernet, Token-ring y FDDI. Sin embargo, dada su
aptitud para enrutar paquetes basándose en la información de la Capa 3, los
routers se han transformado en el backbone de Internet, ejecutando el protocolo
IP. El propósito de un router es examinar los paquetes entrantes (datos de la
capa 3), elegir cuál es la mejor ruta para ellos a través de la red y luego
conmutarlos hacia el puerto de salida adecuado. Los routers son los
dispositivos de regulación de tráfico más importantes en las redes de gran
envergadura. Permiten que prácticamente cualquier tipo de computador se pueda
comunicar con otro computador en cualquier parte del mundo. Aunque ejecutan
estas funciones básicas, los routers también pueden ejecutar muchas de las
otras tareas que se describen en los capítulos siguientes.
El símbolo correspondiente al router (Observe las
flechas que apuntan hacia adentro y hacia fuera) sugiere cuáles son sus dos
propósitos principales: selección de ruta y conmutación de paquetes hacia la
mejor ruta. El router puede tener varios tipos distintos de puertos de
interfaz. El tipo de interfaz de puerto que se describe en la figura es un
puerto Ethernet, que es una conexión LAN. Este router en particular tiene un
conector 10baseT y un conector AUI para la conexión Ethernet.
Servidores.
Los servidores son equipos que proporcionan servicios y datos a los equipos cliente. Los servidores de una red realizan
diversas tareas complejas. Los servidores de redes grandes se han especializado
en alojar las crecientes necesidades de los usuarios. Estos son algunos
ejemplos de los distintos tipos de servidores en redes de gran tamaño:
Un servidor no es necesariamente una máquina de última
generación grande y monstruosa, no es necesariamente un superordenador; un
servidor puede ser desde una computadora vieja, hasta una máquina sumamente
potente (ej.: servidores web, bases de datos grandes, etc. Procesadores
especiales y hasta varios gigas de memoria). Todo esto depende del uso que se
le dé al servidor. Si usted lo desea, puede convertir al equipo desde el cual
usted está leyendo esto en un servidor instalando un programa que trabaje por
la red y a la que los usuarios de su red ingresen a través de un programa de
servidor web como Apache.
De archivos
e impresión.
Los servidores de archivos e impresión proporcionan
recursos de compartición de archivos e impresoras desde una ubicación
centralizada. Cuando un cliente envía una solicitud de datos al servidor de
archivos e impresión, se descarga en el equipo que realiza la petición toda la
base de datos o el archivo. Por ejemplo, cuando abrimos una aplicación de
procesamiento de texto, ésta se ejecuta en nuestro equipo y el documento
almacenado en el servidor de archivos e impresión se descarga en la memoria de
nuestro equipo para que podamos editarlo o utilizarlo localmente. Cuando
guardamos el documento de nuevo en el servidor, cualquier otro usuario de la
red que disponga del acceso o permiso adecuado podrá ver el archivo. Es decir,
los servidores de archivos e impresión se utilizan para almacenar y recuperar
archivos y registros de datos centralizados.
Administradores
de cuentas de usuarios.
Los servidores de servicios de directorio proporcionan
una ubicación centralizada para almacenar información sobre la red, incluyendo
la identidad de los usuarios que acceden a ella y los nombres de los recursos
disponibles en la red. Esto permite administrar la seguridad de la red de modo
centralizado. Un administrador puede definir un recurso, como una impresora, y
el tipo de acceso a ese recurso por parte de los usuarios. Una vez que el
administrador ha definido el recurso, los usuarios pueden localizarlo y
utilizarlo, dependiendo del tipo de acceso que tengan asignado.
De
aplicación.
En informática se denomina servidor de aplicaciones a un servidor en
una red de computadores que ejecuta ciertas aplicaciones Usualmente se trata de
un dispositivo de software que proporciona servicios de aplicación a las
computadoras cliente. Un servidor de aplicaciones generalmente gestiona la
mayor parte (o la totalidad) de las funciones de lógica de negocio y de acceso
a los datos de la aplicación. Los principales beneficios de la aplicación de la tecnología de servidores de aplicación son la centralización y la disminución de
la complejidad en el desarrollo de aplicaciones. Si bien el término es
aplicable a todas las plataformas de software, hoy en día el término servidor
de aplicaciones se ha convertido en sinónimo de la plataforma J2EE de Sun
Microsystems.
Servidores
de Internet.
Un servidor web es un programa que implementa el
protocolo HTTP (hypertext transfer protocol). Este protocolo está diseñado para
transferir lo que llamamos hipertextos, páginas web o páginas HTML (hypertext
markup language): textos complejos con enlaces, figuras, formularios, botones y
objetos incrustados como animaciones o reproductores de música.
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