7.3 Real-World Experiments
7.3.1 The Communication Setup
Una red es un medio que permite a usuarios compartir información, recursos y servicios a través de herramientas que facultan a los computadores personales el uso de los demás utensilios integrados a esta red.
Gracias a la evolución de las tecnologías las capacidades de las redes se han maximizado permitiendo alcanzar el tratamiento automatizado de la información lo cual ha ido mejorando durante los últimos años, y a partir de sistemas centralizados hoy hay disponibles diferentes tipos de arquitecturas.
23 ORIGENES DE LAS REDES INFORMATICAS
En el año de 1970 nace la red ARPANET (Advanced Research Project Agency NETwork) y por medio del apoyo de líneas telefónicas existentes será un gran impulso para el futuro desarrollo de Internet.
A continuación se muestra el alcance de la Red ARPANET en septiembre de 1971 y para 1972 ya contaba con una gran cantidad de instituciones conectadas
disponiendo de los servicios de correo electrónico y conexión a distancia.
El efecto que tuvo ARPANET con su protocolo TCP/IP resulto ser tan notorio y beneficioso que dejo de ser secreto militar cambiando a su nombre no militar Internet Red que hasta la actualidad no ha dejado de crecer.
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La siguiente imagen muestra el rápido crecimiento que tuvo ARPANET hasta 1980 cuando ya contaba con conexión vía satélite a través de paquetes con Londres.8
A pesar de que la industria de la computación es relativamente joven a otras, esta tiene un avance significativo que se destaca por el óptimo y rápido avance en tan solo 3 décadas mejorando tanto en su tamaño como en su capacidad de realizar tareas mucho más complejas cada vez.
A sus inicios los productos de esta industria eran tan costosos y grandes que era muy difícil adquirirlos debido a que solo era costeable por grandes empresas y Universidades con fines educativos. La idea que se visualizó en aquella época era que a futuro se produjeran millones de computadoras más poderosas y de menos tamaño.
La fusión de las computadoras y las comunicaciones se han ido relacionando profundamente en cuanto a cómo se organizan los sistemas de cómputo dejando de lado el concepto dominante que un solo computador realiza toda la tarea para
8 José Dordoigne. (2015). REDES INFORMATICAS: NOCIONES FUNDAMENTALES. España: Ediciones
ENI.
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adoptar la sistema conocido como Redes de computadoras que permite interconectar muchas computadoras de tal manera que el diseño y organización de las misma permita alcanzar metas eficaces.
TIPOS DE REDES INFORMATICAS
Las redes se definen según su Hardware y la extensión del mismo ya que estas pueden ser de casa o mundiales como en el caso de internet.
Debido al desarrollo de la tecnología en los últimos años se han desarrollado nuevos tipos de Red como son, LAN, WAN, MAN, WLAN, WMAN, WWMAN, SAN y PAN, las cuales se detallaran a continuación con su respectivo ejemplo y funcionamiento.
RED LAN
Local Area Network que traducido al español es Red de Area Local, son aquellas redes de computadores que se encuentran conectados dentro de una misma habitación o lugares pequeños de forma directa.
Además de la función primordial que es la de compartir información también tiene la característica que permite compartir recursos tales como impresoras, dispositivos de almacenamiento u otros que estén acoplados a la misma red.
A pesar de que la red es de corto alcance existen equipos Hardware que le permiten conectar a otras redes del mismo tamaño sin importar la distancia a la que
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se encuentre considerando el alcance de honda de transmisión del equipo Hardware.
La Red resultante de esta unión de dos redes LAN a través de un dispositivo de transmisión de datos Hardware se conoce como redes WAN.
Una de las principales características de las redes LAN es la de transmitir información a alta velocidad.
RED WAN
Red de área amplia y sus siglas en ingles son Wide Area Network que es la interconexión de una o más redes LAN a través de dispositivos que permiten abarcar mayor territorio incluso entre países y continentes.
Las Redes WAN son mayormente utilizadas por empresas grandes de nivel mundial y en otros caso las WAN son utilizadas por ISP (Internet service provider) con la finalidad de ofrecer internet a clientes conectados a estas redes.
Estos tipos de conexiones WAN que ofrecen internet habitualmente están conectadas a través de redes públicas telefónicas, fibras ópticas o satélites.
RED MAN
Metropolitan Area Network que traducido significa Red de Área Metropolitana, la estructura de este tipo de redes está orientado para ser usadas en ciudades o
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pueblos y una de las características que la define es su rango de cobertura, ya que no supera a la red WAN y tiene mayor cobertura geográfica que la red LAN.
Otra de las características a su favor es el tipo de conexión, estas se encuentran interconectadas a través de fibra óptica u otros medios digitales permitiendo de esta manera un bajo índice de errores y una latencia mucho más baja que otro tipo de redes armadas con otro tipo de conductores.
Esta característica antes mencionada da resultados significativamente beneficiosos en la relación coste beneficio por su uso en dispositivos multimedia como una red de video vigilancia en toda la ciudad.
RED WLAN
Son las redes de are local inalámbrica, son enlaces entre computadoras u otros dispositivos que no necesitas de cables para la transmisión de información entre si ya que todo el tráfico de datos es por medio de ondas de radio. A pesar de que son más inestables que el cableado tienes muchas ventajas y debido a esto la implementación y mejoras avanzan día a día en diferentes aspectos.
Las características más sobresalientes de este tipo de redes es el ahorro en el cableado para la interconexión de las PC y dispositivos que componen la red y son de gran utilidad para el hogar, oficina y PYMES.
28 RED WMAN
Son las Redes Metropolitanas Inalámbricas las cuales tiene superioridad a la tecnología inalámbrica WIFI con las diferencias de velocidad de transferencia y cobertura que superan a WIFI.
La tecnología de este tipo es nueva y en procesos de mejoras debido a que las seguridades son muy vulnerables.
Este tipo de conexiones se aplican en zonas de amplia distancia y con difícil acceso para realizar cableados.
RED WWAN
Las Redes Inalámbricas de Área Amplia es capaz de brindar cobertura inalámbrica en una extensión geográfica relativamente grande y a diferencia de la WLAN es que las WWAN utilizan tecnología de red celular de comunicaciones móviles como GSM, 3G, GPRS, EDGE, HSPA, etc., para realizar la transferencia de datos utilizan nodos que componen la red.
RED SAN
Red de área de almacenamiento, son aquellas redes utilizadas por grandes empresas para acceder a sus datos de forma más eficaz y ordenada y tienen la capacidad de crecer de forma ilimitada permitiendo almacenar miles de TB de información.
29 RED PAN
Personal Area Network como su nombre lo indica en español Red de Area Personal es una Red compuesta por dispositivos de uso personal ya sea estos teléfono, tablet, cámara, impresora, etc, permitiendo compartir información de forma rápida, fácil y segura.9
MODELOS DE REFERENCIA
Entre los modelos a nombrar se encuentra el modelo OSI y el modelo TCP/IP con sus respectivos protocolos, pero el modelo más utilizado con sus protocolos es en la actualidad los del modelo TCP/IP.
MODELO OSI
El Modelo OSI es la primera norma creada con la finalidad de establecer parámetros estandarizados utilizados en diversas capas para la interconexión de sistemas abiertos.
El modelo OSI consta de siete capas que son:
9 Nuria Oliva ALonso. (2013). REDES DE COMUNICACIONES INDUSTRIALES. Madrid: Universidad
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Cada una de estas capas tiene una función definida e importante para el correcto funcionamiento de una red que a pesar de que son un modelo no es en sí una arquitectura de res ya que no especifica los servicios y protocolos a usarse en cada capa.
CAPA FISICA
La capa física es la que se encarga de controlar los elementos físicos que intervienen en la transmisión de datos conformándose la misma por cuatro elementos de interconexión.
MECANICA: Se refiere a la parte física de la conexión como puertos, tamaños de puertos, tipos de cables, numero de pines, tipos de antenas, etc.
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ELECTRICA: Definen todas las características empleadas por ejemplo, la tensión usada velocidad de transmisión, intensidad de lo pines.
FUNCIONALIDADES: Delega funciones a cada uno de los circuitos del elemento de interconexión a la red como por ejemplo el pin A para transmitir y el pin B para recibir.
PROCEDIMIENTO: Detalla el curso de procesos del flujo de datos por medio del Hardware.
CAPA DE ENLACE DE DATOS
La capa de enlace de datos proporciona a la capa física la facultad de establecer un enlace físico seguro y estable que se puede activar, mantener y desactivar.
Esta capa se encarga además del control de errores transformando los datos a tramas de datos y enviarlos secuencialmente.10
LA CAPA DE RED
Esta capa tiene como función garantizar que los paquetes encaminados lleguen a su destino.
Si hay demasiados paquetes en la subred estos se interpondrán formando un cuello de botella y este congestionamiento también le corresponde a la capa de red darle solución en conjunto con las capas de enlace de datos y capa física.
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En situaciones cuando el paquete tiene que viajar de una red a otra pueden surgir muchos inconvenientes como los direccionamientos utilizados por otras redes o los protocolos de ambas redes son distintos y es la capa de red la encargada de solucionar la heterogeneidad de estas redes para lograr él envió de los paquetes.
LA CAPA DE TRANSPORTE
Es la capa que separa los paquetes en unidades de menor tamaño si es necesario para posteriormente enviarlos a la capa de red y asegurar que todos los paquetes indistintamente de su tamaño lleguen al otro extremo
La capa de transporte es una capa catalogada como una capa de extremo a extremo llevando los paquetes desde su origen a su destino.
LA CAPA DE SESION
Permite mantener sesiones entre usuarios y el servicio del control del dialogo, manejo y evasión de operaciones criticas simultaneas y la sincronización que mantiene las transmisiones y las reanuda desde el último punto de referencia en caso de interrupciones.
El origen de esta capa surge de la necesidad de organizar y sincronizar dialogo y el control de intercambio de datos.
33 LA CAPA DE PRESENTACION
Es la capa que se encarga de la presentación de la información es decir que a pesar que desde el origen tenga una representación interna de caracteres diferentes a la de destino los datos que se reciben sean reconocibles.
Esta capa realiza tres funciones fundamentales que son, formateo de datos, cifrado de datos y compresión de datos.
El formateo de datos es la función de traductor de diferentes tipos de códigos utilizados por los equipos origen y destino.
El cifrado es la protección de la información en el proceso de transmisión como en el caso de transacciones bancarias o información confidencial.
La compresión permite a través de algoritmos reducir el tamaño de los paquetes a través de token siendo este una representación corta del patrón largo.
LA CAPA DE APLICACIÓN
Permite a los usuarios acceder a los servicios de las demás capas definiendo protocolos para el intercambio de datos.
El usuario no interactúa directamente con la capa de presentación, este proceso se realiza a través de aplicaciones de fácil uso para el usuario ocultando la complejidad de la capa.
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Esta capa utiliza diferentes protocolos y servicios para realizar brindar sus servicios al usuario, entre los protocolos más conocidos están, HTTP, HTTPS, DNS, DHCP, etc.
MODELO DE REFERENCIA TCP/IP
Este modelo surgió por la necesidad de establecer enlaces de interredes que al ser afectados por ataques o interrupciones abruptas no se comprometa la interrupción de conversaciones existentes, debido a que se tenía en mente aplicaciones con requerimientos divergentes como transferencia de archivos y transmisión de voz en tiempo real se necesitaba una arquitectura flexible.
Las capas que conforman este modelos son cuatro a continuación se definirá cada uno de ellos posterior a la imagen que demuestra el orden y protocolos de cada una de las capas.
CAPA DE ENLACE
Es la capa más baja de este modelo y tiene como función la comunicación de paquetes basada en una capa sin conexión que opera a través de distintas redes.
35 CAPA DE INTERRED (INTERNET)
Es la capa encargada de permite a los hosts inyectar paquetes en cualquier red y que viajan de manera independiente al destino muchas veces cambian el orden en el que se enviaron y corresponde a las capas superiores el reordenar los paquetes.
CAPA DE TRANSPORTE
Es la que se encarga de proporcionar los datos de enrutamiento a los equipos y las herramientas que aportan con la información del estado de transmisión de paquetes de información, además se encarga del control de flujo que asegura que el emisor rápido no envié demasiados paquetes a un receptor lento con un excedente de mensajes que no pueda manejar.
CAPA DE APLICACIÓN
Esta capa se encarga de establecer las aplicaciones de red servicios de Internet a los cuales el usuario puede acceder y envían y reciben datos por medio de la capa de transporte.11
CONCLUSIONES PARCIALES DE ESTE CAPITULO
El proceso de reciclaje con fines educativos y sociales en la actualidad está en auge ya que la manufactura de equipos cada vez más avanzados y costosos conllevan a que los compradores o usuarios desechen equipos que aún se encuentran en buen estado aunque levemente desactualizados.
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Esta transformación de equipos útiles a basura tecnológica en el área de informática se está tomando en consideración en muchas instituciones educativas por lo cual se han empezado a realizar propuestas de diferentes proyectos para reutilizar estos equipos y darles un nuevo uso que sea de beneficio al alumnado.
Los computadores han permitido a los estudiantes por medio de la Red Internet alcanzar conocimientos que antes no era posible obtenerlos a través de libros.
Las redes informáticas han logrado un nivel tan funcional y preciso que permite a los usuarios compartir información desde cualquier lugar donde se encuentre ya sea desde un computador portátil o un Smartphone, la transmisión de estos datos es tan fácil que solo con un clic o un toque en la pantalla estamos enviando cantidades de información muy grandes que en la década anterior difícilmente podría ser enviado de forma estable y confiable.
37 CAPÍTULO