Revista RED,
La comunidad de expertos en redes
Agosto, 2001.

Introducción

Una red es una interconexión de dos o más computadoras con el propósito de compartir información y recursos a través de un medio de comunicación, como puede ser el cable coaxial.

El propósito más importante de cualquier red es enlazar entidades similares al utilizar un conjunto de reglas que aseguren un servicio confiable. Estas normas podrían quedar de la siguiente manera:

• La información debe entregarse de forma confiable sin ningún daño en los datos.
• La información debe entregarse de manera consistente. La red debe ser capaz de determinar hacia dónde se dirige la información.
• Las computadoras que forman la red deben ser capaces de identificarse entre sí o a lo largo de la red.
• Debe existir una forma estándar de nombrar e identificar las partes de la red.

Tipos de redes

Según el lugar y el espacio que ocupen, las redes se pueden clasificar en dos tipos:

Redes LAN (Local Area Network; redes de área local)
La red de área local (LAN) es aquella que se expande en un área relativamente pequeña. Comúnmente se encuentra dentro de un edificio o un conjunto de edificios contiguos. Asimismo, una LAN puede estar conectada con otras LAN a cualquier distancia por medio de una línea telefónica y ondas de radio.
Una red LAN puede estar formada desde dos computadoras hasta cientos de ellas. Todas se conectan entre sí por varios medios y topologías. A la computadora (o agrupación de ellas) encargada de llevar el control de la red se le llama servidor ya las PC que dependen de éste, se les conoce como nodos o estaciones de trabajo.
Los nodos de una red pueden ser PC que cuentan con su propio CPU, disco duro y software. Tienen la capacidad de conectarse a la red en un momento dado o pueden ser PC sin CPU o disco duro, es decir, se convierten en terminales tontas, las cuales tienen que estar conectadas a la red para su funcionamiento.
Las LAN son capaces de transmitir datos a velocidades muy altas, algunas inclusive más rápido que por línea telefónica, pero las distancias son limitadas. Generalmente estas redes transmiten datos a 10 megabits por segundo (Mbps). En comparación, Token Ring opera a 4 y 16 Mbps, mientras que FDDI y Fast Ethernet a una velocidad de 100 Mbps o más. Cabe destacar que estas velocidades de transmisión no son caras cuando son parte de la red local.

Redes WAN (Wide Area Network; redes de área amplia)
La red de área amplia (WAN) es aquella comúnmente compuesta por varias LAN interconectadas- en una extensa área geográfica- por medio de fibra óptica o enlaces aéreos, como satélites.
Entre las WAN más grandes se encuentran: ARPANET, creada por la Secretaría de Defensa de los Estados Unidos y que se convirtió en lo que actualmente es la WAN mundial: Internet.
El acceso a los recursos de una WAN a menudo se encuentra limitado por la velocidad de la línea de teléfono. Aún las líneas troncales de la compañía telefónica a su máxima capacidad, llamadas T1s, pueden operar a sólo 1.5 Mbps y son muy caras.
A diferencia de las LAN, las WAN casi siempre utilizan ruteadores. Debido a que la mayor parte del tráfico en una WAN se presenta dentro de las LAN que conforman ésta, los ruteadores ofrecen una importante función, pues aseguran que las LAN obtengan solamente los datos destinados a ellas.

Topología de redes

La topología de una red es el patrón de interconexión entre los nodos y un servidor. Existe tanto la topología lógica (la forma en que es regulado el flujo de los datos), como la física, que es simplemente la manera en que se dispone una red a través de su cableado.

Existen tres tipos de topologías: bus, estrella y anillo. Las topologías de bus y estrella se utilizan a menudo en las redes Ethernet, que son las más populares; las topologías de anillo se utilizan para Token Ring, que son menos populares pero igualmente funcionales.

Las redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface; Interfaz de datos distribuidos por fibra), que corren a través de cables de fibras ópticas (en lugar de cobre), utilizan una topología compleja de estrella. Las principales diferencias entre las topologías Ethernet, Token Ring y FDDI estriban en la forma en que hacen posible la comunicación entre computadoras.

Bus
Todas las computadoras están conectadas a un cable central, llamado el bus o backbone. Las redes de bus lineal son las más fáciles de instalar y son relativamente baratas. La ventaja de una red 10base2 con topología bus es su simplicidad.
Una vez que las computadoras están físicamente conectadas al alambre, el siguiente paso es instalar el software de red en cada computadora. El lado negativo de una red de bus es que tiene muchos puntos de falla. Si uno de los enlaces entre cualquiera de las computadoras se rompe, la red deja de funcionar.

Estrella
Existen redes más complejas construidas con topología de estrella. Las redes de esta topología tienen una caja de conexiones llamada hub o concentrador en el centro de la red. Todas las PC se conectan al concentrador, el cual administra las comunicaciones entre computadoras.
Es decir, la topología de estrella es una red de comunicaciones en la que las terminales están conectadas a un núcleo central. Si una computadora no funciona, no afecta a las demás, siempre y cuando el servidor no esté caído.
Las redes construidas con topologías de estrella tienen un par de ventajas sobre las de bus. La primera y más importante es la confiabilidad. En una red con topología de bus, desconectar una computadora es suficiente para que toda la red se colapse. En una tipo estrella, en cambio, se pueden conectar computadoras a pesar de que la red esté en operación, sin causar fallas en la misma.

Anillo
En una topología de anillo (que se utiliza en las redes Token Ring y FDI), el cableado y la disposición física son similares a los de una topología de estrella; sin embargo, en lugar de que la red de anillo tenga un concentrador en el centro, tiene un dispositivo llamado MAU (Unidad de acceso a multiestaciones, por sus siglas en inglés).
La MAU realiza la misma tarea que el concentrador, pero en lugar de trabajar con redes Ethernet lo hace con redes Token Ring y maneja la comunicación entre computadoras de una manera ligeramente distinta.
Todas las computadoras o nodos están conectados el uno con el otro, formando una cadena o circulo cerrado.

Componentes

Para obtener la funcionalidad de una red son necesarios diversos dispositivos de ésta, que se conectan entre sí de maneras específicas. A continuación presentamos los dispositivos básicos que conforman una red.

Servidor (server)
Es la máquina principal de la red. Se encarga de administrar los recursos de ésta y el flujo de la información. Algunos servidores son dedicados, es decir, realizan tareas específicas. Por ejemplo, un servidor de impresión está dedicado a imprimir; un servidor de comunicaciones controla el flujo de los datos, etcétera.

Para que una máquina sea un servidor es necesario que sea una computadora de alto rendimiento en cuanto a velocidad, procesamiento y gran capacidad en disco duro u otros medios de almacenamiento.

Estación de trabajo (workstation):
Es una PC que se encuentra conectada físicamente al servidor por medio de algún tipo de cable. En la mayor parte de los casos esta computadora ejecuta su propio sistema operativo y, posteriormente, se añade al ambiente de la red.

Impresora de red:
Impresora conectada a la red de tal forma que más de un usuario pueda imprimir en ella.

Sistema operativo de red:
Es el sistema (software) que se encarga de administrar y controlar en forma general a la red. Existen varios sistemas operativos multiusuario, por ejemplo: Unix, Netware de Novell, Windows NT,.etcétera.

Recursos a compartir:
Son aquellos dispositivos de hardware que tienen un alto costo y que son de alta tecnología. En estos casos los más comunes son las impresoras en sus diferentes modalidades.

Hardware de red:
Dispositivos. que se utilizan para interconectar a los componentes de la red. Encontramos a las tarjetas de red (NIC;Network Interface Cards; Tarjetas de interfaz de red), al cableado entre servidores y estaciones de trabajo, así como a los diferentes cables para conectar a los periféricos.

Concentrador (hub):
Le proporciona a la red un punto de conexión para todos los demás dispositivos.

Ruteadores y puentes:
Dispositivos que transfieren datos entre las redes.

Sistema operativo de red:
Conjunto de programas que permiten y controlan el uso de dispositivos de red por múltiples usuarios. Estos programas interceptan las peticiones de servicio de los usuarios y las dirigen a los equipos servidores adecuados.

Por ello, el sistema operativo de red le permite a ésta ofrecer capacidades de multiproceso y multiusuario. (Para mayor información consulte la sección de Sistemas Operativos en esta edición)

Según la forma de interacción de los programas en la red, existen dos formas de arquitectura lógica:

Cliente - servidor:
Modelo de proceso en el que las tareas se reparten entre programas que se ejecutan en el servidor y otros en la estación de trabajo del usuario. En una red, cualquier equipo puede ser el servidor o el cliente. El cliente es la entidad que solicita la realización de una tarea, el servidor es quien realiza en nombre del cliente.

Este es el caso de aplicaciones de acceso a bases de datos, en las cuales, las estaciones ejecutan las tareas de interfaz de usuario (pantallas de entrada de datos o consultas, listados, etc.) y el servidor realiza las actualizaciones y recuperaciones de datos en la base.

Redes de pares (Peer-to-Peer; Punto a punto):
Modelo que permite la comunicación entre usuarios (estaciones) directamente, sin tener que pasar por un equipo central para la transferencia.

Servicios de red

Acceso
Los servicios de acceso a la red comprenden tanto la verificación de la identidad del usuario (para determinar cuáles son los recursos de la misma que puede utilizar) como servicios para permitir la conexión de usuarios de la red desde lugares remotos.

Control de acceso
El usuario debe identificarse con un servidor, el cual se autentifica por medio de un nombre de usuario y una clave de acceso. Si ambos son correctos, el usuario puede conectarse a la red.

Acceso remoto
La red de la organización está conectada con redes públicas que permiten la conexión de estaciones de trabajo situadas en lugares distantes. Según el método utilizado para establecer la conexión, el usuario podrá acceder a unos u otros recursos.

Ficheros
El servicio de ficheros consiste en ofrecer a la red grandes capacidades de almacenamiento para descargar o eliminar los discos de las estaciones. Esto permite almacenar tanto aplicaciones como datos en el servidor, reduciendo los requerimientos de las estaciones. Los ficheros deben ser cargados en las estaciones para su uso.

Impresión
Permite compartir impresoras de alta calidad, capacidad y costo entre múltiples usuarios, lo que reduce el gasto, Existen equipos servidores con capacidad de almacenamiento propio donde se almacenan los trabajos en espera de impresión, lo cual permite que los clientes se descarguen de esta información con más rapidez.

Correo
El correo electrónico es la aplicación de red más utilizada. Permite mejoras en la comunicación frente a otros sistemas, tales como comodidad, costo y rapidez.

Información
Los servidores de información pueden bien servir de ficheros en función de sus contenidos, tales como los documentos hipertexto, o bien, pueden servir información dispuesta. Tal es el caso de los servidores de bases de datos y otras aplicaciones.

Otros
Las redes más modernas, con grandes capacidades de transmisión, permiten transferir contenidos diferentes de los datos, como imágenes o sonidos. Esto permite aplicaciones como: estaciones integradas (voz y datos), telefonía integrada, servidores de imágenes y videoconferencia de sobremesa.

El modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems lnterconnection; Interconexión de sistemas abiertos) fue propuesto por la ISO (International Standars Organization; Organización Internacional de Estándares), como una norma o modelo "grandioso" para explicar cómo debe trabajar una red y enlazar sistemas abiertos.
Este modelo consta de siete capas, las cuales se encargan desde establecer la conexión física y velar para que los datos enviados no se pierdan o dañen, hasta controlar que los datos sean correctamente interpretados por diferentes aplicaciones.
Para el usuario final el proceso de verificación realizado por estas capas es transparente, sobre todo por la rapidez con que se realizan.