Conceptos Fundamentales de Redes y Comunicación de Datos: Arquitectura, Topologías y Transmisión

Fundamentos de la Comunicación de Datos y Redes

Red

Métodos que la gente usa para mantener relaciones con amigos y contactos (contexto social).

Comunicación de Datos

Transmisión electrónica de información entre computadoras y otros dispositivos.

Características Esenciales de una Red

Una red debe cumplir con los siguientes atributos:

• Confiabilidad
• Confidencialidad
• Integridad (manejo de la información)

Recursos de Comunicación

Herramientas utilizadas para facilitar la comunicación:

• Fax
• Tablero electrónico
• Correo electrónico
• Mensajes de voz
• Servicios en línea

Internet y Servicios Asociados

Internet

Extensa red de cómputo a disposición de cualquier persona con una PC y los medios necesarios.

Aplicaciones Comunes de Internet

• Transferencia de correo
• Conversaciones públicas
• Copia de archivos
• Ejecución de programas (ej. acceso a bases de datos)

Servicios y Utilidades de Red

Telnet

Servicio de Internet que permite entrar a una PC anfitriona y ejecutar programas instalados en ella de forma remota.

Gopher

Utilidad que permite acceder a otras PCs en red (histórico).

World Wide Web (WWW)

Sistema para buscar y recuperar información de la web mediante hipervínculos.

Hardware y Canales de Comunicación

Dispositivos Clave de Hardware

Módem

Dispositivo que convierte señales digitales a analógicas y viceversa, permitiendo la transmisión a través de líneas telefónicas.

Host

Cualquier sistema que se conecta a una interred y ejecuta una aplicación.

Multiplexor

Reúne datos de varios dispositivos, los concentra y los envía a través de un único canal.

Router

Al recibir un mensaje, realiza la conversión y enruta el mensaje a su destino óptimo.

Canales de Comunicación (Medios Físicos)

• Líneas Telefónicas

  Cables compuestos por pares trenzados (cobre) que culminan en un conector.

• Cable Coaxial

  Sustituye las líneas telefónicas por un solo núcleo de cobre macizo (aproximadamente 80 veces mejor rendimiento que el par trenzado).

• Fibra Óptica

  Los datos se transmiten en calidad de pulsos de luz a lo largo de conductos de vidrio (aproximadamente 26,000 veces mejor rendimiento que el par trenzado).

• Microondas

  Se transmite por aire, a través de antenas terrestres.

• Satélites

  Artefacto orbitando a 35,400 km de altura, utilizado para la retransmisión de señales.

Transmisión y Flujo de Datos

Conceptos de Transmisión

Ancho de Banda

Capacidad de transmisión de un canal. Se clasifica en: banda de voz, banda media y banda ancha.

Transmisión en Serie

Los bits fluyen en una secuencia continua, uno detrás del otro.

Transmisión en Paralelo

Los bits fluyen simultáneamente por líneas separadas.

Dirección del Flujo de Datos

Define cómo se mueven los datos entre dos puntos:

• Comunicación Símplex: Los datos fluyen en una sola dirección (ej. radio).
• Semidúplex: Los datos fluyen en ambas direcciones, pero no simultáneamente (ej. walkie-talkie).
• Dúplex Bidireccional (Full Dúplex): Los datos fluyen de un lado a otro al mismo tiempo (ej. teléfono).

Modos de Transmisión de Datos

• Transmisión Asíncrona: Los datos se envían un byte por vez, utilizando bits de inicio y parada.
• Transmisión Síncrona: Se transmiten varios bytes por vez, sincronizados por una señal de reloj.

Arquitectura y Estructura de Redes

Componentes de Arquitectura de Red

Nodo

Cualquier dispositivo conectado a una red.

Cliente

Nodo que solicita y utiliza recursos de la red.

Servidor

Nodo que comparte recursos con otros nodos.

SOR (Sistema Operativo de Red)

Controla y coordina las actividades entre las PCs enlazadas.

Procesamiento Distribuido

Es común en organizaciones que cuentan con sistemas de cómputo propios, distribuyendo la carga de trabajo.

PC Anfitriona

PC central de gran tamaño (a menudo un mainframe).

Modelo OSI

Modelo de referencia usado para describir el uso y flujo de datos a través de las capas de la red.

Topologías de Redes

La disposición física o lógica de los nodos en una red:

• Red en Estrella

  PCs enlazadas a una unidad central (hub o switch).

• Red en Bus

  Todas las comunicaciones viajan por un cable común de conexión.

• Red en Anillo

  Cada dispositivo se conecta a otros dos, formándose así un anillo.

• Red Jerárquica

  PCs enlazadas a una unidad central, organizadas en orden jerárquico (similar a una estructura de árbol).

Tipos de Redes por Alcance Geográfico

• Redes de Área Local [LAN]

  Red periférica en estrecha proximidad física (ej. dentro de un edificio).

• Redes de Área Metropolitana [MAN]

  Sirven de enlace entre edificios de oficinas dentro de una ciudad.

• Redes de Áreas Extensas [WAN]

  Redes a escala nacional e internacional, interconectando múltiples MANs y LANs.