Fundamentos de Redes Informáticas: Componentes, Tipos y Topologías

Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí con el motivo de intercambiar información. Los componentes de una red informática deben poseer interfaces que sean capaces de conectar los dispositivos para que intercambien datos. Los elementos del funcionamiento son: El emisor (que genera una señal), codificador (prepara la comunicación para que viaje por la línea), línea (es por donde viaja la información), descodificador (recoge la señal y la traduce para que el receptor la reconozca), receptor (es el destinatario de la señal).

Clasificación de las Redes

Las redes se pueden clasificar según diferentes criterios:

Extensión

• Área Local (LAN): Redes que cubren un área geográfica limitada, como una casa, oficina o edificio.
• Área Metropolitana (MAN): Redes que cubren un área geográfica más extensa que una LAN, como una ciudad.
• Área Extensa (WAN): Redes que cubren un área geográfica muy amplia, como un país o el mundo.
• Red de Área Personal (PAN): Redes para conectar dispositivos personales.
• Red de Área Local Inalámbrica (WLAN): Redes LAN que utilizan tecnología inalámbrica.

Propiedad

• Redes Públicas: Redes accesibles al público en general.
• Redes Privadas: Redes de acceso restringido a un grupo específico de usuarios.
• Redes Privadas Virtuales (VPN): Redes privadas que utilizan una infraestructura pública para conectar usuarios de forma segura.

Método de Conexión

• Medios Guiados: La información viaja por ondas encapsuladas en cables.
• Inalámbrica: La información viaja por ondas electromagnéticas.

Relación Funcional

• Cliente-Servidor: Un servidor centralizado gestiona la información y aplica las normas de acceso.
• Punto a Punto (P2P): Los nodos se comportan como clientes y como servidores.

Topología

• Bus: Todos los dispositivos comparten el mismo canal de transmisión (cable coaxial).
• Anillo: Los dispositivos están conectados en un bucle cerrado.
• Estrella: Los dispositivos están conectados a un dispositivo central (hub o switch) que transmite la información.

Modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) se divide en 7 capas:

1. Aplicación
2. Presentación
3. Sesión
4. Transporte
5. Red
6. Enlace de Datos
7. Física

Medios Guiados

Los medios guiados, como los cables, tienen diferentes adaptaciones y se representan mediante un número que indica su velocidad en megabits por segundo (Mbps) y la longitud del cable.

• Cable Coaxial: Utilizado en redes LAN con topología de bus. Posee un núcleo sólido de cobre rodeado de un aislante y una malla trenzada que protege los datos. Su velocidad es lenta (ej., Ethernet 10Base5).
• Cable de Par Trenzado: Formado por hilos de cobre o aluminio entrelazados por parejas para mantener estables las propiedades eléctricas.
• Cable STP (Shielded Twisted Pair): Una variante de UTP (Unshielded Twisted Pair) más segura en la transmisión.

Cableado Estructurado

Las instalaciones de cableado estructurado son la forma en que se organizan los cables que sirven de transporte para las comunicaciones. Sus ventajas son: coste económico, permite ampliar la red con facilidad, es manipulable y flexible. Su topología es de tipo estrella y se conectan a un único punto.

Fibra Óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión muy empleado en las redes de datos. Está compuesto por grupos de fibras ópticas de material transparente. Sus características son: alto coste, alta velocidad, es segura, los empalmes son difíciles y es la alternativa a los cables coaxiales.

Métodos No Guiados

• Wi-Fi: Utiliza ondas de radio. Los routers Wi-Fi reciben la señal de la línea ofrecida por el operador de telefonía. Los puntos de acceso funcionan como emisores remotos donde la señal Wi-Fi no llega suficientemente.
• Bluetooth
• Infrarrojos
• Tecnología Microondas

Elementos de una Red LAN

• Hub: Dispositivo que centraliza el cableado de una red en estrella y es el nodo principal.
• Switch: Más eficiente que un hub, ya que es capaz de reconocer los puertos que tienen actividad.
• Repetidor: Hardware encargado de regenerar la señal de transmisión.
• Bridge (Puente): Puede dividir una red para aislar problemas.
• Módem: Tiene una conexión abierta.
• Router (Enrutador): Hardware de interconexión de redes de computadoras. Sus funciones son: adaptar la estructura de información de una red a otra, pasar información de un soporte físico a otro, reagrupar la información que viene por distintas rutas.