Arquitecturas de red

PRESENTACIÓN

ARQUITECTURAS DE RED

ARQUITECTURAS DE RED

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DE RED

ARQUITECTURAS

DEFINICIÓN

Las arquitecturas de red son los modelos y estructuras que definen cómo se organizan, comunican y operan los dispositivos dentro de una red informática. Estas arquitecturas establecen las reglas y protocolos para la transmisión de datos, asegurando que los sistemas puedan conectarse y comunicarse de manera eficiente.

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ÍNDICE

Arquitectura Cliente-Servidor: Arquitectura P2P

Arquitectura de Red Virtual Privada

Arquitectura de Red Definida por Software

Arquitectura de Red de Área de Almacenamiento

Arquitectura de Microservicios

Arquitectura Cliente-Ligero/Servidor-Grueso

Arquitectura de Red Inalámbrica de Sensores

CIERRE

Arquitectura Cliente-Servidor: Arquitectura P2P

La arquitectura Cliente-Servidor es un modelo de red en el que los clientes (dispositivos finales) solicitan servicios o recursos a un servidor central. Este servidor almacena, gestiona y proporciona los datos o aplicaciones requeridas. Es una arquitectura jerárquica en la que el servidor es el nodo principal y los clientes dependen de él para obtener información. Algunos ejemplos de esta arquitectura incluyen servidores web, servidores de correo electrónico y bases de datos.

Como se estructura

Arquitectura Cliente-Ligero/Servidor-Grueso

En este tipo de arquitectura, la mayor parte del procesamiento y almacenamiento de datos se realiza en el servidor, mientras que el cliente tiene una capacidad mínima de procesamiento. Esto significa que los clientes ligeros dependen del servidor para ejecutar la mayor parte de las funciones de la aplicación.

TIPOS

Arquitectura de Red Definida por Software

La arquitectura SDN (Software Defined Networking) separa el plano de control del plano de datos en las redes, permitiendo una gestión más flexible y programable del tráfico de red. A través de un controlador central, se pueden gestionar dispositivos de red como switches y routers de manera dinámica mediante software, en lugar de configuraciones manuales tradicionales.Esto permite optimizar el rendimiento, mejorar la seguridad y reducir los costos operativos.

tipos

Arquitectura de Microservicios:

La arquitectura de microservicios es un enfoque de desarrollo de software en el que una aplicación se divide en múltiples servicios pequeños e independientes que se comunican entre sí a través de APIs. Cada microservicio es responsable de una funcionalidad específica y puede ser desarrollado, implementado y escalado de manera independiente.

TIPOS

Arquitectura de Red Virtual Privada

Una Red Privada Virtual (VPN) es una infraestructura que permite crear una conexión segura y encriptada sobre redes públicas, como Internet. Esto se logra mediante protocolos de túnel y cifrado que protegen la privacidad y la integridad de los datos transmitidos. Las VPNs se utilizan comúnmente para el acceso remoto a redes corporativas, protección de la privacidad en Internet y evasión de restricciones geográficas.

tipos

Arquitectura de Red de Área de Almacenamiento

Una SAN (Storage Area Network) es una red especializada en la gestión y acceso a recursos de almacenamiento. Se compone de dispositivos como servidores, matrices de discos y switches de almacenamiento, que permiten la transferencia de datos de manera eficiente entre los dispositivos conectados.Las SANs son ampliamente utilizadas en centros de datos y empresas que requieren grandes volúmenes de almacenamiento y alta disponibilidad.

TIPOS

Arquitectura de Red Inalámbrica de Sensores

Una Red Inalámbrica de Sensores (WSN) es un conjunto de dispositivos sensores interconectados de manera inalámbrica, que recopilan y transmiten datos en tiempo real sobre un entorno determinado. Estas redes son utilizadas en diversas aplicaciones, como monitoreo ambiental, agricultura de precisión, ciudades inteligentes y detección de desastres naturales.Los sensores de una WSN pueden medir variables como temperatura, humedad, presión y movimiento, transmitiendo la información a un nodo central para su procesamiento y análisis.

tipos

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P2P Puro En la arquitectura P2P pura, no hay un servidor central que controle o administre la red. Todos los nodos dentro del sistema tienen los mismos privilegios y responsabilidades, lo que significa que cada dispositivo conectado actúa tanto como cliente que solicita recursos, como servidor que los proporciona. P2P Híbrido La arquitectura P2P híbrida introduce un servidor central que facilita la gestión de la red, pero sin ser responsable de la transferencia de datos. En este modelo, el servidor central ayuda a localizar los recursos o nodos disponibles, pero una vez establecida la conexión, la transferencia de archivos o información ocurre directamente entre los pares. P2P Estructurado En la arquitectura P2P estructurada, los nodos se organizan de manera lógica utilizando algoritmos específicos, lo que permite una búsqueda más eficiente de la información. Este tipo de red emplea estructuras como tablas de hash distribuidas (DHT) para indexar y localizar recursos de manera rápida y eficiente, sin la necesidad de un servidor centralizado. P2P No Estructurado En la arquitectura P2P no estructurada, los nodos se conectan entre sí de manera aleatoria y sin seguir una organización predefinida. En este tipo de red, cuando un nodo necesita encontrar un recurso, envía una consulta masiva a otros nodos cercanos, que a su vez la retransmiten hasta encontrar el archivo o la información solicitada. P2P Híbrido con Supernodos Este modelo es una evolución de la arquitectura P2P híbrida, pero en lugar de depender de un servidor centralizado, algunos nodos de la red (llamados supernodos) asumen la responsabilidad de gestionar conexiones y facilitar la localización de recursos.

con Aplicaciones Web En este modelo, los clientes acceden a las aplicaciones y servicios a través de un navegador web. Todo el procesamiento de la aplicación, la lógica de negocio y el almacenamiento de datos se realiza en el servidor, mientras que el cliente solo actúa como una interfaz gráfica. con Escritorio Virtual En este modelo, los clientes acceden a un sistema operativo y aplicaciones alojadas en un servidor remoto a través de una conexión de escritorio virtual. El cliente solo actúa como una pantalla de acceso, mientras que todo el procesamiento ocurre en el servidor. Basado en Aplicaciones Móviles con Backend Centralizado Este modelo se aplica a las aplicaciones móviles que dependen completamente de servidores para funcionar. Las aplicaciones solo ofrecen una interfaz de usuario, pero todos los datos y la lógica de negocio son procesados en la nube o en servidores dedicados. con Terminales Tontos Este modelo es similar al escritorio virtual, pero con dispositivos aún más limitados llamados "terminales tontos". Estos clientes no tienen capacidad de procesamiento local y dependen completamente del servidor para todas sus funciones.

VPN de Acceso Remoto Permite a usuarios individuales conectarse a una red privada de forma segura a través de Internet. Utiliza software cliente y protocolos de cifrado como SSL/TLS, L2TP/IPSec y OpenVPN. Es común en entornos empresariales para el teletrabajo. Ofrece protección de datos y autenticación del usuario. VPN de Sitio a Sitio Conecta redes privadas de distintas ubicaciones mediante túneles encriptados, funcionando como una única red. Es gestionada por routers o firewalls y utiliza protocolos como IPSec y GRE. Es ideal para empresas con múltiples sucursales. No requiere intervención de los usuarios finales. VPN de Capa 2 (L2TP/IPSec) Opera en la capa de enlace de datos y encapsula paquetes dentro de túneles cifrados. Usa L2TP para la transmisión y IPSec para la seguridad. Es compatible con distintos sistemas, pero su doble encapsulamiento puede reducir el rendimiento. Garantiza la privacidad en la comunicación. VPN de Capa 3 (MPLS VPN) Funciona en la capa de red, usando etiquetas en lugar de direcciones IP para optimizar el tráfico. Ofrece alta seguridad, estabilidad y calidad de servicio (QoS). Es utilizada por grandes empresas y proveedores de telecomunicaciones. No necesita cifrado adicional porque opera en redes privadas. VPN Basada en la Nube Proporcionada por servicios como AWS, Azure y Google Cloud, permite conexiones seguras sin infraestructura física. Ofrece escalabilidad dinámica y protección con protocolos modernos como WireGuard y OpenVPN. Se usa en entornos empresariales y personales.

con Aplicaciones Web En este modelo, los clientes acceden a las aplicaciones y servicios a través de un navegador web. Todo el procesamiento de la aplicación, la lógica de negocio y el almacenamiento de datos se realiza en el servidor, mientras que el cliente solo actúa como una interfaz gráfica. con Escritorio Virtual En este modelo, los clientes acceden a un sistema operativo y aplicaciones alojadas en un servidor remoto a través de una conexión de escritorio virtual. El cliente solo actúa como una pantalla de acceso, mientras que todo el procesamiento ocurre en el servidor. Basado en Aplicaciones Móviles con Backend Centralizado Este modelo se aplica a las aplicaciones móviles que dependen completamente de servidores para funcionar. Las aplicaciones solo ofrecen una interfaz de usuario, pero todos los datos y la lógica de negocio son procesados en la nube o en servidores dedicados. con Terminales Tontos Este modelo es similar al escritorio virtual, pero con dispositivos aún más limitados llamados "terminales tontos". Estos clientes no tienen capacidad de procesamiento local y dependen completamente del servidor para todas sus funciones.

Basada en Fibre Channel (FC-SAN) Es la arquitectura más utilizada en entornos empresariales, empleando el protocolo Fibre Channel (FC) para una alta velocidad de transferencia de datos. Funciona mediante switches y adaptadores de host (HBA) que garantizan baja latencia y alta fiabilidad. Su implementación requiere hardware especializado y suele usarse en centros de datos críticos. Basada en iSCSI (iSCSI-SAN) Utiliza el protocolo iSCSI (Internet Small Computer System Interface) para transmitir datos sobre redes Ethernet estándar. Es una opción más económica que Fibre Channel, ya que aprovecha infraestructuras de red ya existentes. Aunque tiene mayor latencia que FC-SAN, su flexibilidad y menor costo la hacen ideal para empresas medianas y pequeñas. Basada en FCoE (Fibre Channel over Ethernet, FCoE-SAN) Combina Fibre Channel con Ethernet, permitiendo la transmisión de datos de almacenamiento sobre una red Ethernet sin necesidad de infraestructura exclusiva de FC. Mejora la eficiencia al reducir el número de cables y dispositivos necesarios. Se implementa en entornos donde se busca consolidar redes de almacenamiento y datos. Basada en NVMe over Fabrics (NVMe-oF) Utiliza el protocolo NVMe (Non-Volatile Memory Express) sobre redes de alta velocidad como Ethernet, Fibre Channel o InfiniBand. Proporciona un rendimiento extremo y baja latencia, ideal para sistemas que requieren acceso rápido a grandes volúmenes de datos, como inteligencia artificial y análisis de datos. Híbrida Combina diferentes tecnologías SAN, como iSCSI, Fibre Channel y FCoE, para optimizar costos y rendimiento. Permite a las empresas adaptar su infraestructura de almacenamiento según sus necesidades. Es utilizada cuando se requiere flexibilidad y compatibilidad con distintos protocolos y dispositivos.

Arquitectura Jerárquica Los sensores se organizan en niveles, donde algunos nodos actúan como líderes o nodos de agregación para recolectar y procesar datos de otros sensores antes de enviarlos a una estación base. Reduce el consumo energético y mejora la escalabilidad, siendo ideal para redes de gran tamaño y entornos industriales. Arquitectura Plana (Ad hoc) Todos los sensores tienen la misma función y comunican la información directamente o a través de múltiples saltos entre nodos. No hay una jerarquía definida, lo que permite mayor flexibilidad y tolerancia a fallos, pero a costa de un mayor consumo energético. Es utilizada en aplicaciones militares y monitoreo ambiental. Arquitectura Basada en Clústeres Los sensores se agrupan en clústeres, cada uno con un nodo cabeza que gestiona la comunicación con la estación base. Esta organización mejora la eficiencia energética y reduce la congestión de red. Es utilizada en aplicaciones agrícolas, monitoreo de ciudades inteligentes y gestión de recursos. Arquitectura Híbrida Combina características de las arquitecturas jerárquica, plana y basada en clústeres, adaptándose a distintas condiciones y necesidades. Puede optimizar el consumo energético, mejorar la latencia y aumentar la fiabilidad de la red. Se emplea en sistemas críticos como monitoreo de infraestructuras y salud. Arquitectura Móvil Los sensores o la estación base pueden moverse dentro del área de cobertura, permitiendo una recopilación dinámica de datos. Se usa en aplicaciones donde los sensores deben desplazarse, como en robótica, rastreo de fauna y vigilancia de desastres naturales.

Basado en Controladores Centralizados Este es el modelo más común de SDN y se basa en un controlador central que gestiona toda la red. En esta arquitectura, los dispositivos de red (switches y routers) solo se encargan de reenviar paquetes de datos según las reglas establecidas por el controlador. Basado en API y Virtualización (Overlay SDN) En este modelo, la virtualización de la red permite crear redes lógicas sobre una infraestructura física existente. Se basa en el uso de túneles y protocolos de encapsulación para gestionar el tráfico sin necesidad de modificar el hardware subyacente. Híbrido Este modelo combina elementos de SDN con redes tradicionales, permitiendo una transición progresiva hacia una red completamente definida por software. En este enfoque, algunas funciones siguen operando en dispositivos de red tradicionales, mientras que otras son controladas por un controlador SDN. Basado en la Nube (Cloud SDN) Este tipo de SDN está diseñado específicamente para entornos en la nube, donde la infraestructura de red debe adaptarse dinámicamente a las cargas de trabajo y a las demandas del tráfico.