Fundamentos de Redes Informáticas: Componentes, Topologías y Protocolos

Interconexión de Redes

La interconexión de redes permite:

• Comunicarse
• Compartir Recursos
• Ahorrar

Características Clave

• Velocidad
• Fiabilidad
• Escalabilidad (Número de Usuarios y Aplicaciones)
• Flexibilidad
• Asequibilidad (Instalación y Mantenimiento)
• Estandarización

Elementos de una Red

Software

• NOS (Network Operating System): Servidor y Cliente
• Aplicaciones: Navegador, Correo Electrónico, Juegos, WhatsApp, etc.
• Software de Comunicaciones: Programas que implementan los protocolos propios de una determinada arquitectura de red (ej. TCP/IP).

Hardware

Dispositivos de Interconexión

• Terminales:
  • Clientes (ej. móvil)
  • Servidores (ej. impresión, acceso a internet)
  • Dispositivos Compartidos (que permiten varios tipos de conexión entre dispositivos o a la red)
• Repetidores: Regeneran las señales, permitiendo aumentar el alcance o extender el tamaño de la red.
• Concentradores (Hubs): Interconectan varios dispositivos terminales a un mismo segmento de red. Las señales enviadas por un dispositivo llegan a todos los demás en ese segmento.
• Conmutadores (Switches): Interconectan varios dispositivos terminales, dirigiendo el tráfico de datos únicamente al dispositivo de destino específico, mejorando la eficiencia de la red.
• Routers: Permiten interconectar redes distintas y también dividir una red en subredes.

Otros Componentes de Hardware

• Interfaces o Tarjetas de Red: Permiten la conexión física de un dispositivo a la red (ej. tarjeta de red Ethernet vs. tarjeta de red inalámbrica).
• Medios Físicos: Aire o Cable (Fibra óptica, Coaxial). Transmiten señales/impulsos eléctricos o luz.
• Conectores: RJ-45 (comúnmente usado para Ethernet).

Clasificación de Redes: Topologías

La Topología de Red se refiere a la disposición física y lógica de los elementos de una red.

Topología BUS

• Ventajas:

  • Sencilla de implementar y económica.
  • Puede expandirse de manera relativamente sencilla.

• Desventajas:

  • La conexión es inestable y vulnerable.
  • Baja capacidad para manejar múltiples dispositivos.
  • Riesgo de exposición de datos.
  • Dificultad para solucionar problemas si el cable principal se daña, afectando la velocidad.

Topología Estrella

• Ventajas:

  • Fácil de instalar y gestionar.
  • Si un nodo falla, no afecta a los demás.
  • Buena para la detección de fallas.

• Desventajas:

  • Depende del nodo central (switch/hub); si falla, toda la red se ve afectada.
  • Costo adicional por el equipo central.

Topología Anillo

• Ventajas:

  • Los datos se transfieren de manera ordenada.
  • Cada nodo tiene la oportunidad de enviar datos.
  • Menos probabilidades de congestión.

• Desventajas:

  • Si un nodo falla, puede afectar la red completa.
  • Agregar nodos puede reducir el rendimiento.

Topología Árbol

• Ventajas:

  • Permite segmentar la red.
  • Escalabilidad para redes grandes.

• Desventajas:

  • Si el nodo raíz o el enlace principal fallan, toda la red se ve afectada.

Topología Malla

• Ventajas:

  • Alta redundancia y fiabilidad.
  • Posibilidad de múltiples rutas de comunicación.

• Desventajas:

  • Costosa de implementar.
  • Requiere una gran cantidad de cables y nodos.

Métodos de Acceso al Medio Físico (MAC)

• Estáticos: Ejemplos de medios de difusión como Radio, TV (en contextos específicos de acceso).
• Dinámicos:
  • ALOHA
  • CSMA
  • CSMA/CD
  • CSMA/CA (Acceso por Testigo/Token Passing)

Protocolos de Red

Los Protocolos son reglas y especificaciones que permiten que los dispositivos de una red se comuniquen entre sí. Ejemplo: Ethernet (IEEE 802.3).