TIPOS DE REDES
Principales tipos de redes para soportar los sistemas distribuidos son:
REDES DE ÁREA LOCAL: las redes de área local (local area networks ) llevan mensajes a velocidades relativamente grande entre computadores conectados a un único medio de comunicaciones : un cable de par trenzado. Un cable coaxial o una fibra óptica. Un segmento es una sección de cable que da servicio y que puede tener varios computadores conectados, el ancho de banda del mismo se reparte entre dichas computadores. Las redes de área local mayores están compuestas por varios segmentos interconectados por conmutadores(switches) o concentradores(hubs. El ancho de banda total del sistema es grande y la latencia pequeña, salvo cuando el tráfico es muy alto.
En los años 70s se han desarrollado varias tecnologías de redes de área local, destacándose Ethernet como tecnología dominante para las redes de área amplia; estando esta carente de garantías necesarias sobre latencia y ancho de banda necesario para la aplicación multimedia. Como consecuencia de esta surge ATM para cubrir estas falencias impidiendo su costo su implementación en redes de área local. Entonces en su lugar se implementan las redes Ethernet de alta velocidad que resuelven estas limitaciones no superando la eficiencia de ATM.
REDES DE ÁREA EXTENSA: estas pueden llevar mensajes entre nodos que están a menudo en diferentes organizaciones y quizás separadas por grandes distancias, pero a una velocidad menor que las redes LAN. El medio de comunicación esta compuesto por un conjunto de círculos de enlazadas mediante computadores dedicados, llamados rotures o encaminadores. Esto gestiona la red de comunicaciones y encaminan mensajes o paquetes hacia su destino. En la mayoría de las redes se produce un retardo en cada punto de la ruta a causa de las operaciones de encaminamiento, por lo que la latencia total de la transmisión de un mensaje depende de la ruta seguida y de la carga de trafico en los distintos segmentos que atraviese. La velocidad de las señales electrónicas en la mayoría de los medios es cercana a la velocidad de la luz, y esto impone un límite inferior a la latencia de las transmisiones para las transmisiones de larga distancia.
REDES DE ÁREA METROPOLITANA: las redes de área metropolitana (metropolitan area networks)se basan en el gran ancho de banda de las cableadas de cobre y fibra óptica recientemente instalados para la transmisión de videos, voz, y otro tipo de datos. Varias han sido las tecnologías utilizadas para implementar el encaminamiento en las redes LAN, desde Ethernet hasta ATM. IEEE ha publicado la especificación 802.6[IEEE 1994], diseñado expresamente para satisfacer las necesidades de las redes WAN. Las conexiones de línea de suscripción digital ,DLS( digital subscribe line) y los MODEM de cable son un ejemplo de esto. DSL utiliza generalmente conmutadores digitales sobre par trenzado a velocidades entre 0.25 y 6.0 Mbps; la utilización de este par trenzado para las conexiones limita la distancia al conmutador a 1.5 kilómetros . una conexión de MODEM por cable utiliza una señalización análoga sobre el cable coaxil de televisión para conseguir velocidades de 1.5 Mbps con un alcance superior que DSL.
REDES INALÁMBRICAS: la conexión de los dispositivos portátiles y de mano necesitan redes de comunicaciones inalámbricas(wireless networks). Algunos de ellos son la IEEE802.11(wave lan) son verdaderas redes LAN inalámbricas (wireless local área networks;WLAN) diseñados para ser utilizados en vez de los LAN . También se encuentran las redes de area personal inalámbricas, incluida la red europea mediante el Sistema Global para Comunicaciones Moviles, GSM( global system for mobile communication). En los Estados Unidos , la mayoría de los teléfonos móviles están actualmente basados en la análoga red de radio celular AMPS, sobre la cual se encuentra la red digital de comunicaciones de Paquetes de Datos Digitales Celular, CDPD( Cellular Digital Packet Data).
Dado el restringido ancho de banda disponible y las otras limitaciones de los conjuntos de protocolos llamados Protocolos de Aplicación Inalámbrica WAP(Wireless Aplication Protocol)
INTERREDES: una Interred es un sistema de comunicación compuesto por varias redes que se han enlazado juntas para proporcionar unas posibilidades de comunicación ocultando las tecnologías y los protocolos y métodos de interconexión de las redes individuales que la componen.
Estas son necesarias para el desarrollo de sistemas distribuidos abiertos extensibles. En ellas se puede integrar una gran variedad de tecnología de redes de área local y amplia, para proporcionar la capacidad de trabajo en red necesaria para cada grupo de usuario. Así, las intercedes aportan gran parte de los beneficios de los sistemas abiertos a las comunicaciones de los sistemas distribuidos.
Las intercedes se construyen a partir de varias redes. Estas están interconectadas por computadoras dedicadas llamadas routers y computadores de propósito general llamadas gateways, y por un subsistema integrado de comunicaciones producidos por una capa de software que soporta el direccionamiento y la transmisión de datos a los computadores a través de la interred. Los resultados pueden contemplarse como una red virtual construida a partir de solapar una capa de interred sobre un medio de comunicación que consiste en varias redes, routers y gateways subyacentes.
COMPORACION DE REDES: en las redes inalámbricas los paquetes se pierden con frecuencia debido a las interferencias externas, en cambio, en el resto de los tipos de redes la fiabilidad de los mecanismos de transmisión es muy alta. En todos los tipos de redes las perdidas de paquetes son como consecuencia de los retardos de procesamiento o por los desbordamientos en los destinos.
Los paquetes pueden entregarse en diferente orden al que fueron transmitidos. También se pueden entregar copias duplicadas de paquetes, tanto la retransmisión del paquete como el original llegan a su destino.
Todos los fallos descriptos son ocultados por TCP y por otros protocolos llamados protocolos fiables, que hacen posible que las aplicaciones supongan que todo lo que es transmitido será recibido por destinatario. Existen, sin embargo, buenas razones para utilizar protocolos menos fiables como UDP en algunos casos de sistemas distribuidos, y en aquellas circunstancias en las que los programas de aplicación puedan tolerar los fallos.
Rango | Ancho de Banda | Latencia (ms) | |||
LAN WAN MAN LAN inalámbrica WAN inálambrica Internet | 1-2 km. Mundial 2-50 km 0,15-1,5 km mundia mundial | 10-1.000 0.010-600 1-150 2-11 0.010-2 0.010-2 | 1-10 100-500 10 5-20 100-500 100-500 |
Tipos de Redes
FUNDAMENTOS DE REDES
En las redes se necesita transmitir unidades de información o mensajes: secuencias de items de datos de longitudes arbitrarias. Se divide el mensaje en paquetes antes de ser transmitido. La forma más sencilla de éstos es una secuencia de datos binarios (secuencias de bits o bytes), de una longitud determinada acompañada con información para identificar los computadores origen y destino. Los paquetes deben tener una longitud limitada:
§ De esta manera se puede reservar el espacio de almacenamiento para el almacenamiento de un paquete más largo que pudría llegar a recibirse.
§ Para evitar retardos que podrían ocurrir si se estuviera esperando a que los canales esten libres el tiempo suficiente para enviar un mensaje largo sin dividir.
Las bases de redes de computadores es la técnica de conmutación de paquetes en el cuál se aprovecha la capacidad de almacenar información mientras está en transito. Esto posibilita que paquetes con diferentes destinos compartan un mismo enlace de comunicaciones. Se colocan en cola en bufer y se transmiten cuando el enlace está disponible la comunicación es asíncrona, ya que los mensajes llegan a su destino después de un retardo variable que depende del tiempo que tardaron los paquetes en viajar a través de la red. Una red se compone de un conjunto de nodos conectados a través de circuitos. Para transmitir información entre dos nodos cualquiera se necesita un sistema de conmutación.
Los cuatro tipos de conmutación son:
*DIFUSIÓN (broadcast): técnica de transmisión que no involucra cambio alguno. La información es transmitida a todos los nodos y depende de los receptores decidir si el mensaje va dirigido a ellos o no .
*CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS: el sistema telefónico plano antiguo es un típico ejemplo de éste tipo de red. Cuando el emisor marca un número, el par de hilos de cobre que lleva desde su teléfono hasta la centralita es conectado automáticamente al par que va al teléfono receptor.
*CONMUTACIÓN DE PAQUETES: el tipo de redes de comunicaciones de almacenamiento y reevío (store-and-forward network), envía paquetes desde el origen hacia el destino. En cada nodo de cambio se encuentra un computador (halla donde varios circuitos se conectan). Los paquetes que llegan a un nodo se almacenan en la memoria del computador de ese nodo y luego son procesados por un programa que les envía hacia su destino eligiendo uno de los circuitos salientes que llevará al paquetes a otro nodo que estará más cerca del destino que el nodo anterior.
La transmisión no es instantánea, toma pocas decenas de microsegundas hasta pocos milisegundos para encaminar los paquetes en cada nodo de la red, dependiendo del tamaño del paquete, velocidad de hardware y cantidad de tráfico. Los paquetes pueden ser encaminados hacia muchos nodos antes de que alcance su destino..Los retardos son acumulativos.
*FRAME RELAY(o retransmisión de marcos):este tipo aporta algunas ventajas de la conmutación de circuitos a la conmutación de paquetes.
Se solucionó el problema de retardo al conmutador, los paquetes pequeños (marcos, frames), según venían al vuelo. Los nodos de conmutación (usualmente son procesadores paralelos de propósitos específico, encaminan los marcos basándose en el examen de los primeros bits, los marcos pasan a través de él como pequeños flujos de bits.
Protocolos
Los protocolos de comunicación son grupos de reglas que definen los procedimientos convenciones y métodos utilizados para transmitir datos entre dos o más dispositivos conectados a la red. La definición tiene dos partes importantes:
*Una especificación de las secuencias de mensajes que se han de intercambiar.
*Una especificación del formato de los datos en los mensajes.
La existencia de protocolos posibilita que los componentes software separados pueden desarrollarse independientemente e implementarse en diferentes lenguajes de programación sobre computadores que quizás tengan diferentes representaciones internas de datos.
Un protocolo está implementado por dos módulos software ubicados en el emisor y el receptor. Un proceso transmitirá un mensajes a otro efectuando una llamada al módulo pasándole el mensaje en cierto formato. Se transmitirá el mensaje a su destino, dividiéndolo en paquetes de tamaño y formato determinado. Una vez recibido el paquete de su módulo realiza transformaciones inversas para regenerar el mensaje antes de dárselo al proceso receptor.
PROTOCOLOS A CAPAS: el software de red está jerarquizado en capas, cada una presenta una interfaz a las capas sobre ellas que extiende las propiedades del sistema subyacente. Cada capa se representa por un módulo en cada uno de los computadores conectados a la red.
En éste gráfico se ilustra la estructura y el flujo de datos cuando se transmite un mensajes utilizando la pila de protocolos.
Cada capa de software de red se comunica con los protocolos que están por encima y por debajo de él mediante llamadas a procedimientos.
En el lado emisor, cada capa (excepto la superior) acepta items de datos en un formato específico de la capa superior, y después de procesarlos los transforma para encapsularlos según el formato especificado por la capa inferior a la que se los pasa para su procesamiento. De este modo cada capa proporciona un servicio a la capa superior y extiende el servicio proporcionado por la capa inferior.
CONJUNTOS DE PROTOCOLOS: al conjunto completo de capas de protocolos se las denomina como conjunto de protocolos o pila de protocolos, plasmando con ello la estructura de capas.
En éste gráfico muestra la pila de protocolos del Modelo de Referencias para Interconexión de Sistemas Abiertos (Open System Interconnection, OSI). Este es un marco de trabajo para la definición de protocolos adoptados para favorecer el desarrollo de estándares de protocolos que pudieran satisfacer los requisitos de sistemas abiertos .
Los protocolos por capas proporcionan beneficios al simplificar y generalizar las interfases software para el acceso a los servicios de comunicación de las redes, además implica grandes costos en prestaciones.
La transmisión de un mensaje de la capa de aplicación vía la pila de protocolos con N capas que involucra N transferencias de control a las capas relevantes en la pila, una de las cuales es una entrada del sistema operativo, y realiza N copias de los datos como parte del mecanismo de encapsulación.
Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo (coaxial o UTP) al que están conectadas todas las máquinas. Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.
ejemplos de redes
Existen muchos tipo de redes, redes de área local (LAN), redes de área amplia (WAN), redes de area metropolitana (MANs), red de área campus (CAN), redes ethernet, redes token ring, interfaz de datos distribuidas por fibra (FDDI), modo de transferencia asíncrona y un largo etc...
Las maquinas en una red por lo regular están conectadas físicamente mediante cables, los cables pueden ser de cobre, fibra óptica, o incluso puede ser inalambrica porque carecen de conexiones físicas y estás redes estan conectadas mediante ondas electromagnéticas.
Las redes sulen distinguirse por su alcance LAN, WAN, MANs y las CANs son ejemplos de tipos de red definidas por sus zonas de cobertura, por ejemplo una LAN (Local Area Network) como su nombre lo indica es un red local, que puede ser utilizada en un edificio o una oficina y una WAN puede cubrir areas mas amplias y por lo regular son utilizadas para conectar redes locales, una WAN puede abarcar incluso todo el mundo, y puede ir mas lejos. Las MANs son comunes para conectar LANs dentro de una determinada region geografica por ejemplo una ciudad o un pueblo. Las CANS son generalmente definidas como un grupo de edificios, colegio o empresa bajo control de la entidad.
Red de Área Local (LAN)
Es una red que esta limitada a un espacio como un edificio u oficina, utiliza tecnologias de corto alcance como el ethernet, token ring etc... y estan bajon control de la entidad (ejemplo una empresa, entidad de gobierno).
Red de Área Amplia (WAN)
Es una red que se utiliza para conectar las redes de area local (LAN) a traves de un ISP (Proveedor de Servicios de Internet) . Un ejemplo aqui en mexico seria Telmex, que es un ISP que conecta oficinas del Distrito federal, Monterrey, Guadalajara.
Campus Área Network (CAN)
Una CAN es una red que conecta redes locales o edificios en una area controlada por la entidad, esta entidad puede ser una empresa, oficina de gobierno o campus universitarios, que puede utilizar fibra optica para conectar diferentes edificios.
Red de Área Metropolitana (MAN)
Una red MAN es una red que conecta redes locales y edificios en una área que por lo regular es mas grande que un campues universitario, por ejemplo puede ser utilizado para conectar diferentes oficinas que esten en diferentes estados de un
Las maquinas en una red por lo regular están conectadas físicamente mediante cables, los cables pueden ser de cobre, fibra óptica, o incluso puede ser inalambrica porque carecen de conexiones físicas y estás redes estan conectadas mediante ondas electromagnéticas.
Las redes sulen distinguirse por su alcance LAN, WAN, MANs y las CANs son ejemplos de tipos de red definidas por sus zonas de cobertura, por ejemplo una LAN (Local Area Network) como su nombre lo indica es un red local, que puede ser utilizada en un edificio o una oficina y una WAN puede cubrir areas mas amplias y por lo regular son utilizadas para conectar redes locales, una WAN puede abarcar incluso todo el mundo, y puede ir mas lejos. Las MANs son comunes para conectar LANs dentro de una determinada region geografica por ejemplo una ciudad o un pueblo. Las CANS son generalmente definidas como un grupo de edificios, colegio o empresa bajo control de la entidad.
Red de Área Local (LAN)
Es una red que esta limitada a un espacio como un edificio u oficina, utiliza tecnologias de corto alcance como el ethernet, token ring etc... y estan bajon control de la entidad (ejemplo una empresa, entidad de gobierno).
Red de Área Amplia (WAN)
Es una red que se utiliza para conectar las redes de area local (LAN) a traves de un ISP (Proveedor de Servicios de Internet) . Un ejemplo aqui en mexico seria Telmex, que es un ISP que conecta oficinas del Distrito federal, Monterrey, Guadalajara.
Campus Área Network (CAN)
Una CAN es una red que conecta redes locales o edificios en una area controlada por la entidad, esta entidad puede ser una empresa, oficina de gobierno o campus universitarios, que puede utilizar fibra optica para conectar diferentes edificios.
Red de Área Metropolitana (MAN)
Una red MAN es una red que conecta redes locales y edificios en una área que por lo regular es mas grande que un campues universitario, por ejemplo puede ser utilizado para conectar diferentes oficinas que esten en diferentes estados de un
- Los canales son propios de los usuarios o empresas.
- Los enlaces son líneas de alta velocidad.
- Las estaciones están cercas entre sí.
- Incrementan la eficiencia y productividad de los trabajos de oficinas al poder compartir información.
- Las tasas de error son menores que en las redes WAN.
- La arquitectura permite compartir recursos.
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