Sistemas De Redes Locales

Sistemas de redes:

Índice:

1. ¿Qué Son? 2. Tipos de Redes 3. Protocolos de Red 4. Arquitectura de Redes 5. Medios de Transmisión de Datos 6. Modos de Entrega de Datos 7. Dispositivos Principales de una Red (LAN) 8. Otros Componentes de Red 9. ONDAS 10. Medios de Transmisión por Ondas 11. Ethernet 12. Fibra Óptica

Realizado por Hugo García

QUé SON

Una red informática es un conjunto de dispositivos interconectados, como ordenadores, impresoras o teléfonos, que se comunican y comparten información, recursos y servicios a través de protocolos de comunicación. Permiten la transferencia de datos de forma rápida y eficiente, utilizando conexiones físicas como cables de fibra óptica o conexiones inalámbricas como el Wi-Fi.

Tipos de redes

Por alcance geográfico: PAN: Personal (Bluetooth). LAN: Local (oficina, casa). MAN: Metropolitano (ciudad). WAN: Amplio (país, global, como Internet). VPN: Privada virtual sobre una red pública. Por medio de conexión: Cableadas: Usan cables de cobre (Ethernet) o fibra óptica. Inalámbricas: Usan ondas de radio (Wi-Fi, Bluetooth). Por topología (distribución): Bus: Nodos conectados a un cable central. Estrella: Nodos conectados a un punto central. Anillo: Nodos conectados en un círculo. Malla: Nodos interconectados entre sí.

pROTOCOLOS DE RED

TCP/IP

El Protocolo TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet) es un conjunto de protocolos de comunicación fundamental que sirve como base para todas las comunicaciones en Internet y en la mayoría de las redes modernas. Es un sistema abierto y no propietario, cuyos estándares son definidos por el IETF (Grupo de Trabajo de Ingeniería de Internet).

Funciones y características del protocolo TCP/IP

MODELO OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un marco conceptual desarrollado por la Organización Internacional de Normalización (ISO) que describe cómo los diferentes componentes de una red de telecomunicaciones interactúan entre sí. Su propósito principal es estandarizar las funciones de un sistema de comunicación o red sin importar su estructura interna, permitiendo así la interoperabilidad entre distintos sistemas y tecnologías.

Capas del Modelo OSI

Arquitectura de redes

Redes Peer-to-Peer (P2P)

P2P (peer-to-peer): En estas redes no hay un servidor principal. Todos los equipos actúan a la vez como clientes y servidores compartiendo recursos entre sí. Es más escalable y resistente a fallos porque si un nodo cae otros pueden suplirlo. Sin embargo es más difícil de controlar y puede tener problemas de seguridad. Se usa en redes de intercambio de archivos, blockchain etc...

Redes cliente servidor

En este modelo hay un servidor central que ofrece servicios o recursos, y varios clientes que los solicitan. Es fácil de controlar y seguro porque todo pasa por el servidor, pero depende mucho de él: si falla, toda la red se ve afectada. Se usa en páginas web, correo electrónico o bases de datos.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS

Medios guiados (alámbricos)

Medios de transmisión

Medios no guiados (inalámbricos)

MODOS DE ENTREGA DE DATOS

Conexión orientada (TCP) En este modo primero se establece una conexión entre los dos extremos antes de enviar datos. Eso permite que todo viaje de forma ordenada con control de errores. Es más lento que otros métodos pero muy fiable. Por eso se usa en situaciones que puedan causar problemas como pagos transferencias bancarias o bases de datos donde no se puede perder ni alterar la información.

Sin conexión (UDP) Aquí no se prepara ninguna conexión previa, cada mensaje se envía por separado y no hay garantías de que llegue ni de que lo haga en orden. La ventaja es que es más rápido y con menos sobrecarga. Se utiliza en aplicaciones donde la velocidad importa más que la fiabilidad, como en streaming de vídeo, llamadas de voz por Internet o videojuegos en línea.

Conmutación de circuitos Este método reserva un canal exclusivo entre los dos puntos durante toda la comunicación. Eso asegura una latencia estable y un flujo constante pero es poco eficiente porque los recursos quedan ocupados aunque no se usen todo el tiempo. Fue la base de la telefonía tradicional.

Conmutación de paquetes En este caso los datos se dividen en pequeños paquetes que viajan por rutas distintas a través de la red. Es mucho más eficiente porque permite que muchos usuarios compartan la misma infraestructura. Es la base de Internet actual y, cuando se necesita calidad de servicio especial, se pueden emular circuitos sobre este sistema.

Dispositivos principales de una red (lan)

Access Point

ROUTER

Switch

Cables de red (Ethernet)

Se encarga de conectar la red local con Internet además asigna direcciones IP a los equipos y gestiona el tráfico hacia el exterior. En muchos casos también actua como punto de acceso WiFi

Se encarga de interconectar varios dispositivos dentro de la red local. A diferencia de un hub envía los datos solo al dispositivo de destino lo que mejora su eficiencia. Es esencial en redes con muchos equipos.

Permite que los dispositivos se conecten a la red sin cables mediante WiFi. Puede estar integrado en el router o ser un dispositivo independiente para ampliar la cobertura.

Son el medio físico más utilizado para conectar dispositivos de forma estable y rápida. Los más usados son los cables de categoría 5e, 6 o 6a, que soportan altas velocidades de transmisión.

OTROS COMPONENTES DE RED:

Componentes

Tarjeta de Red

Repetidor

ONDAS

La transferencia de datos mediante ondas se refiere al uso de ondas electromagnéticas (principalmente ondas de radio y microondas) como medio de transmisión inalámbrico para transportar información entre dispositivos.

TIPOS: 1/Microondas:Usadas comúnmente para enlaces de comunicación de larga distancia y satelitales, así como en aplicaciones de corto alcance como el Bluetooth. 2/Infrarrojo: Se usa en comunicaciones de corto alcance y línea de visión (como los mandos a distancia), pero menos para redes de datos de alta velocidad.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN POR ONDAS

WiFi

Funcionamiento: Un enrutador (router) recibe la señal de internet a través de un módem y la transmite por el aire en forma de ondas de radio. Los dispositivos cercanos con capacidad Wi-Fi (teléfonos, tabletas, ordenadores) captan estas señales, lo que les permite acceder a la red.

Bluetooth

Bluetooth es una tecnología de comunicación inalámbrica de corto alcance que permite la transferencia de datos y voz entre dispositivos electrónicos sin necesidad de cables. Su propósito principal es simplificar las conexiones y eliminar el desorden de cables, creando redes de área personal (PAN) de forma sencilla.

ETHERNET

¿Que es el Ethernet?

Ethernet es una tecnología de red de área local (LAN) que permite conectar dispositivos a una red a través de cables.

Características del Ethernet

Conexión física: Emplea cables de Red. Fiabilidad: Ofrece una conexión mas estable. Seguridad: Es mayor debido a las conexiones físicas. Estandar: Se basa en el estándar IEEE 802.3

Sus principales aplicaciones incluyen: Telecomunicaciones: Provisión de servicios de Internet de alta velocidad, telefonía y televisión (FTTH - Fiber To The Home). Redes locales (LAN): Conexiones empresariales y centros de datos que requieren una gran capacidad de transmisión.

FIBRA ÓPTICA

La fibra óptica es un medio de transmisión utilizado en telecomunicaciones para enviar grandes volúmenes de datos a alta velocidad a través de pulsos de luz. Consiste en hilos muy finos de vidrio o plástico que funcionan según el principio de la reflexión interna total, lo que permite que la luz viaje a largas distancias con una pérdida mínima de señal.

Existen dos tipos principales: Monomodo: Tiene un diámetro de núcleo estrecho y se utiliza para la transmisión de datos a muy larga distancia, como en aplicaciones de televisión por cable e Internet a nivel de proveedor. Multimodo: Posee un diámetro de núcleo más ancho y se usa para distancias más cortas, comúnmente en redes locales y centros de datos.

Medios no guiados (inalámbricos)

Radiofrecuencia (Wi-Fi, Bluetooth): Usada en redes domésticas, móviles y dispositivos portátiles. Ventajas: movilidad y facilidad de conexión. Desventajas: interferencias, menor seguridad y alcance limitado.Microondas: Transmisión punto a punto entre antenas. Ventajas: útil para largas distancias sin cables. Desventajas: requiere línea de vista y puede verse afectado por el clima.Infrarrojo: Comunicación a corta distancia (mandos a distancia, algunos sensores). Ventajas: bajo coste. Desventajas: necesita visión directa, muy limitado en alcance.Satélite: Usa estaciones terrestres y satélites en órbita. Ventajas: cobertura global. Desventajas: alta latencia y coste elevado.

IEl modelo OSI se divide en siete capas, cada una con funciones específicas:Capa física: Se encarga de la transmisión de bits a través del medio físico (cables, señales eléctricas, etc.).Capa de enlace de datos: Asegura una transmisión libre de errores entre dos dispositivos conectados directamente.Capa de red: Determina la ruta que deben seguir los datos para llegar a su destino (por ejemplo, mediante el protocolo IP).Capa de transporte: Garantiza la entrega completa y sin errores de los datos (por ejemplo, usando TCP o UDP).Capa de sesión: Administra y controla las conexiones entre computadoras (establecimiento, mantenimiento y finalización de sesiones).Capa de presentación: Traduce los datos entre el formato de la red y el formato que entiende la aplicación (por ejemplo, cifrado, compresión).Capa de aplicación: Es la más cercana al usuario y proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones (como HTTP, FTP, SMTP).

Tarjeta de Red

Una tarjeta de red, también conocida como adaptador de red o NIC (Network Interface Card), es un componente que permite a un ordenador conectarse a una red local (LAN) y a internet.

Interconexión universal: Permite la conexión de dispositivos de diferentes fabricantes y tecnologías en una red global. Fiabilidad (con TCP): El TCP (Protocolo de Control de Transmisión) garantiza que los datos no se pierdan, se dañen o se entreguen desordenados, asegurando una comunicación coherente y fiable. Direccionamiento y Enrutamiento (con IP): El IP (Protocolo de Internet) es responsable de asignar direcciones únicas a cada dispositivo y de enrutar los paquetes de datos a través de las redes hasta su destino final. Orientado a paquetes: Divide los datos en paquetes manejables (datagramas en el caso de IP) para su transmisión eficiente a través de la red. Arquitectura por capas: Está estructurado en un modelo de capas que define cómo deben manejarse los datos en cada etapa del proceso de comunicación.

Características principales: Uso principal: Acceso a Internet y creación de redes locales (WLAN). Alcance: Medio a largo (aprox. 100 metros en condiciones óptimas). Velocidad de datos: Muy alta (desde megabits por segundo hasta gigabits por segundo, dependiendo del estándar). Consumo de energía: Alto, ya que está diseñado para un uso intensivo de datos. Bandas de frecuencia: Opera en 2.4 GHz, 5 GHz y 6 GHz. Seguridad: Utiliza protocolos robustos como WPA2 y WPA3 para cifrar la conexión. Objetivo: Proporcionar un gran ancho de banda, cobertura y conectividad a múltiples dispositivos a un router central.

Medios guiados (alámbricos)

Par trenzado (UTP/STP): Dos hilos de cobre entrelazados que reducen interferencias. Muy usado en redes LAN y telefonía. Ventajas: barato, fácil de instalar. Desventajas: limitado en distancia y velocidad frente a la fibra.Cable coaxial: Conductor central rodeado de malla metálica. Fue común en TV por cable y primeras redes. Ventajas: buena resistencia a interferencias. Desventajas: menos flexible y con menor capacidad que la fibra.Fibra óptica: Transmite datos como pulsos de luz a través de hilos de vidrio o plástico. Ventajas: altísima velocidad, gran ancho de banda, inmune a interferencias. Desventajas: más costosa y frágil en la instalación.

Repetidor WiFi

Un repetidor es un dispositivo que amplifica la señal de tu red Wi-Fi para extender su cobertura a zonas donde es débil o nula. Funcionan captando la señal de tu router, amplificándola y retransmitiéndola, lo que mejora la conexión en toda la casa.