LAS REDES DE COMPUTADORAS Y LOS PROTOCOLOS
Cuando se conectan con un cable dos o más computadoras entre sí tenemos una red. Las redes de computadoras pueden ser de tipo LAN (Local Area Network, red de área local), cuando las computadoras están distribuidas en una superficie limitada, (todas en una sala o todas en un mismo edificio), o bien de tipo WAN (Wide Area Network, red sobre un área grande) cuando las computadoras están distribuidas en un territorio geográfico (en ciudades diferentes o naciones diferentes). La red de una oficina es una LAN, mientras que Internet es obviamente una WAN. En este artículo hablaremos esencialmente sobre las LAN, aunque muchos conceptos puedan extenderse a las WAN. Para poner en red las computadoras se necesitan algunas cosas. La primera es una placa de red para cada computadora y la segunda es uno o más medios de conexión (por ejemplo cables específicos que se utilizarán para conectar a las computadoras entre sí); en algunos casos hace falta un tercer dispositivo, el hub o concentrador. Una vez completada la instalación física de las placas y de los cables, hay que configurar la red. Para que las computadoras puedan comunicarse entre ellas, en la fase de configuración, hace falta también adoptar una especie de lenguaje común, llamado Protocolo de Red.
Protocolos Los protocolos de red son normas que permiten a los ordenadores comunicarse. Un protocolo define la forma en que los ordenadores deben identificarse entre si en una red, la forma en que los datos deben transitar por la red, y cómo esta información debe procesarse una vez que alcanza su destino final. Los protocolos también definen procedimientos para gestionar transmisiones o "paquetes" perdidos o dañados. IPX (para Novell NetWare), TCP/IP (para UNIX, WindowsNT, Windows 95/98 y otras plataformas), DECnet (para conectar una red de ordenadores Digital), AppleTalk (para los ordenadores Macintosh), y NetBIOS/NetBEUI (para redes LAN Manager y WindowsNT) son algunos de los protocolos más populares en la actualidad. Aunque cada protocolo de la red es diferente, todos pueden compartir el mismo cableado físico. Este concepto es conocido como "independencia de protocolos," lo que significa que dispositivos que son compatibles en las capas de los niveles físico y de datos permiten al usuario ejecutar muchos protocolos diferentes sobre el mismo medio físico. En realidad no hay mucho que elegir. En ambiente Windows se puede elegir 3 protocolos: el TCP/IP (que sirve tanto para acceder a Internet como para hacer comunicar entre sí las computadoras en red), el IPX y el Netbeui (estos dos últimos se pueden usar sólo para hacer comunicar entre sí las computadoras). Si nuestra red debe acceder también a Internet se debe elegir el TCP/IP; si en
cambio nuestra red no deberá acceder a Internet se puede elegir cualquiera de los tres. Medios de transmisión nivel físico Cuando necesitamos decidir qué medio de transmisión es el adecuado para nuestras necesidades, debemos tomar en cuenta sus características para saber en qué medida resuelve nuestros problemas actuales y planear cambios en el futuro. Par trenzado (UTP) Se le conoce así al cable metálico (Unshielded Twisted Pair) cuyas características generales son: •
Existen varios niveles, el más recomendable ahora es el nivel 5.
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Desde el nivel 5 soporta la transmisión de audio, video y datos de alta calidad.
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La máxima distancia de un segmento de UTP varía según el equipo.
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A los conectores en ambos extremos del cable UTP se le denomina RJ45
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Una distancia típica de un segmento punto a punto de UTP es de 100 Mts.
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Es un estándard reconocido para realizar cableado estructurado.
Cable coaxial Este tipo de cable está dejándose de usar para la transmisión de datos debido a las conexiones cuasimecánicas que necesita. El cable coaxial más usado para la transmisión de datos cuenta con las siguientes características: •
Impedancia de 50 Ohms
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Longitud máxima de un segmento de cable coaxial delgado 160 mts.
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Longitud máxima cable coaxial grueso 500 mts.
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Para conectar un nodo al cable coaxial grueso se requiere un "transceiver" intrusivo.
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Distancia mímima entre dos nodos con cable coaxial delgado de 1 mt.
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El cable coaxial delgado permite conectar estaciones en cadena usando conectores "T".
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Todo segmento debe estar debidamente terminado.
El cable coaxial se clasifica como "baseband" si se utiliza para transmitir señales digitales y como "bradband" si se usa para señales analógicas.
Fibra óptica Algunos autores comparan el crecimiento de la velocidad de los procesadores contra el de las comunicaciones por red, y se dice que las redes han crecido su velocidad en un factor de 100 mientras que el cómputo lo ha hecho en uno de 10, sin embargo, podría ser más significativo comparar la velocidad del "bus" de un nodo contra la velocidad de la red, y en ese rubro encontramos que el bus interno puede transferir hasta 80 Megabytes por segundo mientras que las redes más avanzadas hablas de 622 Megabits por segundo. Considerando lo anterior, todavía tenemos un déficit en la comunicación CPU-CPU de los nodos de una red, lo cual es una traba enorme, por ejemplo, en la construcción de sistemas distribuidos. La traba principal para lograr mayores velocidades en las redes es la incapacidad para convertir señales de luz a señales eléctricas, aunque se esperan velocidades de 1 Terabit por segundo en pocos años.
Transmisión inalámbrica nivel físico La transmisión inalámbrica se aplica en los usuarios móviles y cuando se necesita unir puntos separados por montañas u otros obstáculos del terreno. Algunos especialistas consideran que en el futuro los medios de transmisión serán fibra o inalámbrica. El principio básico de la transmisión inalámbrica consiste en que si un electrón se mueve en el espacio, se generan ondas que viajan incluso en el vacío a la velocidad de la luz independientemente de su frecuencia. La distancia entre dos crestas de onda se le llama longitud de onda y se denota por el símbolo l. En la fibra o cobre la velocidad baja aproximadamente a 200,000 Km/s y depende un poco de la frecuencia.
Transmisión por radio Como ya vimos, una carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético y un campo eléctrico. Si en una antena (que pueden ser un par de cables paralelos) se producen corrientes eléctricas que oscilan de t1 en positivo a t2 en negativo, se producen campos eléctricos y magnéticos que se propagan, en teoría, hasta el infinito. El campo magnético rodea a la antena como una piedra arrojada al agua y el campo eléctrico es perpendicular.
A la unión de los dos campos constituyen las ondas electromagnéticas y su velocidad en el aire es ligeramente inferior a 300,000 Km./s. Cuado estas ondas llegan a otro par de cables paralelos unidos a un circuito eléctrico completo, producirá una fuerza electromotriz (fem) a la vez que obligan a los electrones a moverse generando una corriente eléctrica muy pequeña, pero suficiente para que los circuitos electrónicos la transformen en una señal de alta energía que representa la transmisión radiofónica.
Transmisión por microondas Las ondas de frecuencias mayores a 100 Mhz viajan en línea recta y necesitan alinearse el transmisor y el receptor. Este tipo de señales son absorbidas por la lluvia y la tierra, por lo cual necesitan repetidoras terrestres o satélites. Para unas torres de 100 Mts. de altura la distancia de separación es 80 Km. La mayor parte del espectro arriba de los 100 Mhz. está estandarizado por la ITU-R, aunque hay algunas bandas que no necesitan licencia. Las bandas de 2.4 a 2.484 Ghz se usa para transmisiones médicas, científicas e industriales. Las bandas de 902 a 928 Mhz y 5.725 a 5.850 Ghz se usan para teléfonos inalámbricos y controles remotos. Entre más alta la frecuencia, más cara es la electrónica para manejarla y más interferencia se puede tener de hornos de microondas y radares. En comparación con la fibra óptica, las microondas son más baratas porque no necesitan un cable. Transmisión infrarroja Los controles remotos de nuestros televisores trabajan con una pequeña luz infrarroja que es muy útil en las transmisiones en distancias cortas, la desventaja es que no debe haber ningún obstáculo entre el emisor y el receptor. Mientras las frecuencias de radio se acercan
a las frecuencias de la luz visible se comportan menos como radio y más como luz. La luz infrarroja no se puede usar en exteriores porque el sol las anula. Transmisión láser Para resolver el problema de que la brillantez del sol anula la luz infrarroja, se usan rayos láser en pequeñas distancias. El rayo láser es una luz muy potente y coherente (que no se dispersa fácilmente con la distancia). El rayo láser es unidireccional y para hacer LANs se necesitan dos rayos por cada nodo. Transmisión vía satélite nivel físico Un satélite artificial puede ubicarse a 36 mil Km. en órbita sobre la tierra y a esa distancia tiene la propiedad de mantenerse sobre una misma área, lo cual es muy útil para enviarle señales. Con la tecnología actual, se pueden colocar satélites cada dos grados, lo cual permite poner sobre una misma línea hasta 180 satélites alrededor de la tierra. Se pueden poner dos o más satélites más cerca de dos grados si trabajan en frecuencias diferentes.