Capítulo II
MARCO TEÓRICO
12 CAPÍTULO II MARCO TEÓRICO
En este segundo capítulo se hará la descripción de los antecedentes de la investigación, mencionando el aporte que brinda cada uno de ellos para el estudio de la misma. Así mismo, se presentarán los distintos aspectos teóricos que se tomaron para sustentar esta investigación. Dichos aspectos se obtuvieron mediante la revisión de distintos trabajos de investigación y textos relacionados con el tema de estudio. Estos han aportado información relacionada con la temática de esta investigación, lo cual facilitará a futuros lectores e investigadores la comprensión de la misma.
1. ANTECEDENTES DE LA INVESTIGACIÓN
Al momento de realizar una investigación es importante revisar previos estudios de investigación o antecedentes vinculados con el tema de estudio de la misma. Para ello se consultaron diferentes trabajos de investigación relacionados con el mismo tema que sirvieron como soporte bibliográfico.
Primeramente, los autores Castillo, García, Peña y Varela (2015) desarrollaron una investigación con el título “Red de datos basada en Tecnología FSO (Free Space Optics) para el sector universitario” realizado
en la Universidad Dr. Rafael Belloso Chacín de Maracaibo; la cual tuvo como
finalidad desarrollar una red de datos basándose en la tecnología FSO (Free Space Optics) para el sector universitario (Maracaibo).
La metodología que consolidó el trabajo constó de cinco fases propuestas por Fitzgerald (1981) que fueron: definir el problema, definir los requerimientos del sistema propuesto, desarrollar las comparaciones de costo, diseñar el sistema propuesto de comunicaciones de datos y hacer seguimiento y evaluación. En esta investigación se realizaron estudios con los programas Radio Mobile y Packet Trace y se verificó la eficacia de la red propuesta con la tecnología FSO en el sector universitario.
De dicha investigación se tomó como aporte el estudio de las condiciones climáticas realizado por los investigadores para el desarrollo de esta tecnología y así poder obtener resultados óptimos en la operación de enlaces ópticos inalámbricos en el sector universitario de Maracaibo.
Seguidamente, López, Parra y Valbuena (2014) realizaron la investigación
“Red de telecomunicaciones de respaldo utilizando la Tecnología FSO (Free Space Optics) para el sector Bancario de Maracaibo” cuyo propósito general fue diseñar una red de telecomunicaciones de respaldo utilizando la tecnología FSO (Free Space Optics) para el Sector Bancario de Maracaibo.
La metodología que concreta el trabajo consta de cinco fases propuestas por Fitzgerald (2006) y Senn (1996) y consistió en 5 fases que fueron:
identificar el problema, recabar y buscar información sobre las áreas afectadas, definir los requerimientos del sistema, diseñar el sistema y estudiar la factibilidad y probar del sistema.
El aporte de esta investigación fue el comportamiento y desempeño de la tecnología FSO ante diversas situaciones que puedan presentarse en el área de trabajo para tener un manejo correcto de las redes de comunicaciones, así como también los procesos de instalación de dicha tecnología.
A su vez, los autores Abilahoud, Álvarez y Nava (2014) desarrollaron la investigación “Red de datos utilizando tecnología FSO (Free Space Optics) para el Conjunto Residencial Trébol de Maracaibo.” Que tuvo como propósito general el diseño de una red de datos utilizando tecnología FSO (Free Space Optics) para el conjunto Residencial Trébol de Maracaibo.
Como metodología se tomaron los autores Fitzgerald (1981) y Senn (2005) Enmarcado en cinco (05) fases: Fase I: Investigación preliminar. Fase II: Determinación de los requerimientos del sistema. Fase III: Diseño del sistema. Fase IV: Desarrollar las comparaciones de costos para las diversas posibilidades de costos. Fase V: Implantación y evaluación.
Se logró determinar la factibilidad técnica y económica que posee el sistema de comunicaciones de una red de datos con tecnología FSO. De esta investigación se tomó como aporte las referencias bibliográficas para el desarrollo de las bases teóricas, ya que tiene mucha información relevante.
Luego, Infante (2012), en la Universidad Católica Andrés Bello, Caracas;
realizo un trabajo de investigación titulado “Diseño de un sistema de red inalámbrico basado en WiMAX para su aplicación en la Universidad Católica Andrés Bello” la cual consistió una red inalámbrica con tecnología WiMAX en las instalaciones de la Universidad Católica Andrés Bello.
La metodología de este trabajo se basó en 6 fases, la primera investigación y análisis sobre la tecnóloga a utilizar, la segunda realizar una evaluación técnica de la red inalámbrica con la que actualmente cuenta la UCAB y determinar los factores que hacen que esta red no sea eficiente, la tercera establecer el diseño lógico y dimensiones de la red, la cuarta realizar una estimación de los parámetros de propagación de la red inalámbrica, la quinta realizar una simulación de la red diseñada y por ultimo determinar los beneficios que proporción dicha red inalámbrica desenada a la UCAB.
Gracias a la investigación realizada, se pudieron determinar las características o parámetros teóricos acordes a la necesidad y capacidades de la UCAB. Los conocimientos teóricos adquiridos ayudaron a dar proyección de los resultados que se pueden obtener haciendo uso de WiMAX en cuanto la velocidad y frecuencia.
De dicha investigación se tomó como aporte el estudio, diseño y simulación de una red donde se pueda observar el tráfico de la red a diseñar, y el diseño lógico de la misma y que beneficios puede aportar la implementación de esta nueva tecnología.
Por otra parte, Palomino Buleje (2010), realizo un trabajo de investigación titulado “Implementación de un sistema de red inalámbrico basado en compartir recursos informáticos en el instituto Superior Tecnológico ISTEPSA” en el Instituto Superior Tecnológico Privado ISTEPSA del Perú, en ella se implementó un sistema de red inalámbrico cuyo objetivo principal era la interconexión de los laboratorios I y II de computación e informática.
El trabajo se enfocó en tres secciones, instalar y administrar la arquitectura de una red y los servidores de la misma, importar la localización física del recurso y del usuario de los laboratorios I y II, y por último el diseño y configuración de la red inalámbrica, las antenas y las tarjetas de red alámbricas e inalámbricas.
Las redes inalámbricas son el futuro de la tecnología de información, permiten ahorrar costos al incrementar nodos en la red sin disminuir la calidad de la transmisión y servicio. La inversión es muy baja, los costos promedio por usuario disminuyen al incrementar usuarios en la red; así mismo ofrece flexibilidad al cambiar un nodo de su espacio físico.
También permite el acceso instantáneo a usuarios temporales de la red.
Los alumnos pueden acceder a la información de forma inmediata. La seguridad es un factor muy importante en el diseño e implementación de redes inalámbricas, ya que por su forma de transmitir (el aire) son vulnerables al ataque de intrusos. Es por esto que se debe tomar las medidas necesarias para evitar que personas mal intencionadas ingresen a la red.
De la investigación anteriormente mencionada, se tomó como aporte el método, la instalación y la administración de la arquitectura de una red inalámbrica y los servicios de la misma, haciendo así que los datos y equipos estén disponibles para cualquier miembro de la red que lo solicite.
Además, Báez (2009), en la Universidad Simón Bolívar, Caracas; Realizó un trabajo de investigación titulado “Diseño e implementación de una red de
sensores inalámbrica utilizando el protocolo IEEE 802.15.4”. El trabajo presento la implementación de una red de sensores inalámbrica, donde estos dispositivos pudieron comunicarse hacia un nodo central para el procesamiento de datos de los mismos.
Este trabajo se enfocó principalmente en dos secciones, la primera sección constituyo el estudio y análisis de los conceptos y características más importantes de este tipo de redes inalámbricas, la segunda sección demostró el procedimiento que se llevó a cabo para la construcción del prototipo. Donde el concepto más importante en el desarrollo del mismo fue el protocolo 6LoWPAN, este protocolo permite la implementación de enrutamiento IP en este tipo de redes.
El trabajo final fue implementado, demostró un pequeño paso en el desarrollo e implementación de las redes inalámbricas de sensores. La implementación fundamental de este trabajo no radica exclusivamente en tener un sistema altamente caracterizado en funcionamiento, sino que además permitió recolección y concentración de una gran cantidad de conceptos y conocimientos, los cuales constituirán un basamento invaluable para futuras aplicaciones.
De dicha investigación, se tomó como aporte un método para la interconexión, análisis y estructura para los dispositivos de una red inalámbrica enlazando las oficinas del sector eléctrico, y que esté en conjunto con una red para el envío de información de variables de estado y control en tiempo real.
2. BASES TEÓRICAS
En el siguiente segmento se presentará la fundamentación teórica de la investigación, con el objetivo de darle soporte bibliográfico a la misma, el cual fue el resultado de una búsqueda constante entre los principales conceptos claves que respaldan este estudio.
Según Tomasi (2003, p. 524) en el mundo de las comunicaciones de datos, se define datos en general como información que se almacena en forma digital. La palabra datos en plural; una sola una sola unidad de datos se lama dato. La comunicación de datos es el proceso de transferir información digital, por lo general, en forma binaria, entre dos o más puntos.
Se define la información como conocimiento, noticia o información secreta.
La información que se ha procesado, organizado y guardado se lama datos, tanto en la fuente como en el destino, los datos están en forma digital; sin embargo, durante la transmisión, pueden estar en forma digital o analógica.
Las comunicaciones ópticas han sido usadas por cientos de años. Desde los antiguos griegos que pulían sus escudos para enviar señales durante la batalla a lo modernos semáforos y el telégrafo inalámbrico solar, también conocido como heliógrafo, que transmiten señales en código para comunicarse.
Históricamente las comunicaciones inalámbricas primero fuero demostradas por Alexander Graham Bell a fines del siglo diecinueve (Antes
de su demostración del teléfono). El experimento sobre la óptica del espacio libre (FSO) de Bell convirtió sonidos de la voz en señales del teléfono y las transmitió entre los receptores a través del espacio a lo largo de un haz de luz para una distancia de unos 600 pies. Llamando su dispositivo experimental el photophone, Bell consideraba este dispositivo de tecnología óptica, y no el del teléfono, su invención preeminente porque no requirió los alambres para la transmisión.
Durante muchos años se consideró a Alexander Graham Bell como el inventor del teléfono, sin embargo, el 31 de agosto de 2016 se publicó un aviso en el que se informa que el verdadero inventor del teléfono fue Antonio Meucci. El 11 junio de 2002 el Congreso de Estados Unidos aprobó la resolución 269, donde se reconoció que el inventor del teléfono fue Meucci y no Bell, como se creyó durante tanto tiempo.
En 1871 Meucci, por dificultades económicas, solo pudo presentar una breve descripción de su invento, que en ese momento llamó teletrófono, pero no pudo formalizar la patente. Un poco más tarde, en el año 1876, Alexander Graham Bell registró una patente que realmente no describía el teléfono pero lo mencionaba como tal.
Cuando Meucci se enteró, pidió a un abogado que reclamara ante la oficina de patentes de los estados Unidos en Washington, algo que nunca sucedió. Sin embargo, un amigo que tenía contactos en Washington, se enteró de que toda la documentación referente al telégrafo parlante registrada por Meucci se había perdido.
La invención del láser en la década de 1960 revolucionó las comunicaciones ópticas en el espacio libre. Las organizaciones militares estaban particularmente interesadas y se impuso su desarrollo. Sin embargo, la tecnología perdió su impulso en el mercado cuando la instalación de redes de fibra óptica para uso civil estaba en su apogeo.
2.1 REDES DE TELECOMUNICACIONES
Según León (2002, p. 1), En un conjunto de equipos y facilidades que proporcionan un servicio consistente en la transferencia de información entre usuarios situados en puntos geográficos distantes. Se entiende que las redes de telecomunicaciones son la aplicación de la técnica de diseñar sistemas que permitan la comunicación a larga distancia a través de la transmisión y recepción de señales. Típicamente, estas señales se propagan a través de ondas electromagnéticas, pero es expandible a cualquier medio que permita la comunicación entre un origen y un destino como medios escritos, sonidos, imágenes o personas.
En las redes de telecomunicaciones se incluyen muchas tecnologías como la radio, televisión y telefonía móvil, comunicaciones de datos y redes de comunicación informáticas, como Internet. Por último, es necesario un lenguaje para codificar la información y que sea conocido tanto por el emisor como por el receptor. En el ámbito de las telecomunicaciones, ese lenguaje se denomina protocolo de comunicación y las características técnicas de la comunicación.
Para Tomasi (2003, p. 524) una red de comunicación de datos puede ser tan simple como dos computadoras personales conectadas a través de una red pública de telecomunicaciones, o puede abarcar una red compleja de una o más computadoras centrales y cientos, o hasta miles, de terminales remotas, computadoras personales y estaciones de trabajo.
Basándonos en lo antes expuesto por los autores, se puede decir que una red de comunicación es el conjunto de dos o más servidores conectados entre sí, por medio de un medio físico, que son capaces de enviar o recibir información, como imágenes, videos, voz o datos provenientes de otros dispositivos, utilizando sus propios recursos o recursos ajenos;
generalmente, el tipo de red más utilizada es la red de área local, también conocida como red LAN, que se explicará más adelante.
En la actualidad, las redes de comunicación de datos se utilizan para interconectar toda clase de equipos de cómputo digital, como los cajeros automáticos con las computadoras de los bancos, las computadoras personales con las carreteras de información como Internet, y estaciones de trabajo con las centrales.
Estas redes de comunicación de datos también son utilizadas en sistemas de reservaciones de aerolíneas, hoteles, medios masivos y redes noticiosas, como la Associated Press (AP) o la United Press International (UPI). La lista de aplicaciones para las redes de comunicación de datos aumenta casi en forma infinita.
2.1.1 HISTORIA DE LAS REDES
Según León (2002, p. 1), la red de computadores representa una de las tecnologías que han sufrido un mayor incremento en los últimos años. En efecto, se suele poner como emblema de las medidas de crecimiento espectacular la predicción establecida por Gordon Moore (Uno de los fundadores de INTEL, miembro de la Academia Nacional de Ingeniería de Estados Unidos y de la Real Sociedad de Ingeniería de Reino Unido, ha sido galardonado con la Medalla Nacional de Tecnología, la Medalla Presidencial de la Libertad de Estados Unidos y la Medalla de Honor de IEEE por sus aportes al mundo de la electrónica).
Hace unos 50 años, Moore, estimaba que el número de transistores que podían ser integrados en un chip crecería exponencialmente, duplicándose aproximadamente cada 18 meses, y resulta que esta regla (Conocida como la ley de Moore), es superada con creces por los avances que se están logrando en el campo de las redes.
Así se inició el primer nodo de internet (Proyecto ARPANET) el cual se instaló en 1969 y se planificó para conectar tan solo 15 computadoras a lo ancho de Estados Unidos. Ya, en 1963, interconectaba a 52 computadoras;
por otra parte de 1982 a 1997 el crecimiento de tráfico en internet se duplicó cada nueve meses (Un crecimiento doble a lo establecido por la ley de
Moore para la densidad de transistores en un circuito integrado). De 1997 a la actualidad se duplica cada seis meses.
También, desde 1997, la velocidad de funcionamiento de los dispositivos de encaminamiento (Routers) y conmutadores de red se ha duplicado cada seis meses. Este desarrollo explosivo está siendo debido al gran número de aplicaciones que se utilizan a través de internet entre las que se pueden incluir, desde la clásica utilización remota de recursos de cómputo, correo electrónico, transferencia de ficheros y acceso a páginas web, hasta las más novedosas de acceso a radio y TV, comercio electrónico, video bajo demanda, telefonía fija y móvil, video conferencia, y, en general, aplicaciones multimedia bajo diversas formas.
2.1.2 REDES
Según Forouzan (2007, p. 7) una red es un conjunto de dispositivos (a menudo denominados nodos) conectados por enlaces de un medio físico. Un nodo puede ser una computadora, una impresora o cualquier otro dispositivo, capaz de enviar y/o recibir datos generados por otros nodos de la red. Las redes cumplen la función principal de comunicar a varios equipos (PC), esto depende de qué tipo de red sea utilizada y cual sea su función principal.
Se entiende por red al conjunto de medios (transmisión y conmutación), tecnologías (procesado, multiplexado, modulaciones), protocolos y facilidades en general, necesarios para el intercambio de información entre los usuarios de una red. Al mismo tiempo, una red permite que circulen
elementos materiales o inmateriales entre estas entidades, según reglas bien definidas.
2.1.2.1 ESTRUCTURAS FÍSICAS
Forouzan (2006, p. 8) Indica que una red está formada por dos o más dispositivos conectados a través de enlaces. Un enlace es el medio de comunicación físico que transfiere los datos de un dispositivo a otro. A efecto de visualización, es sencillo imaginar cualquier enlace como una línea que se dibuja entre dos puntos. Para que haya comunicación, dos dispositivos deben estar conectados de alguna forma al mismo enlace simultáneamente.
Existen dos configuraciones de línea: punto a punto y multipunto.
(A) PUNTO A PUNTO
Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo de arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos. Toda la capacidad del canal se reserva para la transmisión entre ambos dispositivos. La mayoría de las configuraciones punto a punto usan cables para conectar los extremos pero también son posibles otras opciones, como las microondas o los satélites de enlace.
Cuando se cambian los canales de una televisión con control remoto mediante mando a distancia por infrarrojos, se establecen conexiones punto a punto entre el mando a distancia y el sistema de control de la televisión.
(B) MUTIPUNTO
Son redes de computadoras en las cuales cada canal de datos se puede usar para comunicarse con diversos nodos. En un entorno multipunto, solo existe una línea de comunicación cuyo uso está compartido por todas las terminales de la red, la capacidad del canal es compartida en el espacio y en el tiempo, si varios dispositivos pueden usar el enlace de forma simultánea, se dice que hay una configuración de línea compartida espacialmente. Si los usuarios deben compartir la línea por turnos, se dice que se trata de una configuración de línea de tiempo compartido.
2.1.2.2 TIPOS DE REDES
Según Forouzan (2007, p. 13) Actualmente, cuando se habla de redes, se suele hablar de dos clases principales: redes de área local y redes de área extendida. La categoría a la que pertenece una red se determina por su tamaño. Una LAN cubre normalmente un área menor de 3 km; una WAN puede extenderse a nivel normal. Las redes de tamaño intermedio se denominan habitualmente redes de área metropolitana y se extienden decenas de kilómetros.
(A) REDES LAN
Una red de área local o red LAN (Local Area Network) es una red de computadoras que abarca un área reducida a una casa, un departamento o un edificio. Una red LAN es un sistema de comunicación entre computadoras
que permite compartir información, con la característica de que la distancia entre las computadoras debe ser pequeña. Estas redes se usan para interconectar computadoras personales y estaciones de trabajo. Se caracterizan por: tamaño restringido, tecnología de transmisión (por lo general broadcast), alta velocidad y topología.
La velocidad de las redes LAN puede variar entre 10 y 100Mbps, tiene baja latencia y baja tasa de errores. Cuando se utiliza un medio compartido es necesario un mecanismo de arbitraje para resolver conflictos. Para crear una red LAN, se debe seleccionar los dispositivos adecuados para conectar el dispositivo final de la red. Los dispositivos más comúnmente utilizados son los hubs y los switches.
Figura 1: Red LAN
Fuente: www.curiosoando.com (2017)
(B) REDES MAN
Continuando con Forouzan (2007, p. 13), una red de área metropolitana o red MAN (Metropolitan Area Network) es una red de alta velocidad (banda
ancha) que da cobertura a un área geográfica extensa, proporcionando capacidad de integración de múltiples servicios mediante la transmisión de datos, voz y video, sobre medios de transmisión tales como fibra óptica y par trenzado (MAN BUCLE); la tecnología de pares de cobre se posiciona como la red más grande del mundo una excelente alternativa para la creación de redes metropolitanas, por su baja latencia, gran estabilidad y la carencia de interferencias radioeléctricas.
El concepto de red de área metropolitana representa una evolución del concepto de red de área local a un ámbito más amplio, cubriendo áreas mayores que en algunos casos no se limitan a un entorno metropolitano sino que pueden llegar a una cobertura regional e incluso nacional mediante a interconexión de diferentes redes de área metropolitana.
Este tipo de red es una versión más grande que la LAN y que normalmente se basa en una tecnología similar a esta. La principal razón para distinguir una MAN con una categoría especial es que se ha adoptado un estándar para que funcione, que equivale a la norma IEEE. Las MAN comprenden una ubicación geográfica determinada “ciudad, municipio”, y su distancia de. Son redes con dos buses unidireccionales cada uno cobertura es mayor de 4 km independiente del otro en cuanto a la transferencia de datos.
Figura 2: Red MAN
Fuente: www.redestelematicas.com (2017) (C) REDES WAN
Una red de área amplia o red WAN (Wide Area Network) es una red de computadoras que une varias redes locales, aunque sus miembros no estén en una misma ubicación física. Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por proveedores de internet (ISP) para proveer conexión a sus clientes.
Las WAN son redes que cubren una amplia región geográfica, a menudo un país o continente. Este tipo de redes contiene máquinas que ejecutan programas de usuario llamadas hosts o sistemas finales (end system). Una red WAN opera mucho más allá del enlace geográfico de una. Las WAN se diferencian de las LAN en varios aspectos.
Mientras que una LAN conecta computadoras, dispositivos periféricos y otros dispositivos de un solo edificio o de otra área geográfica pequeña, una WAN permite la transmisión de datos a través de distancias geográficas mucho más grandes. Además, la empresa debe suscribirse a un proveedor de servicios WAN para poder utilizar los servicios de red de portadora de
WAN. Las LAN normalmente son propiedad de la empresa que las utiliza, las WAN usan instalaciones suministradas por un proveedor de servicios, como una empresa proveedora de servicios de telefonía o una empresa de servicios de cable, para conectar los sitios de una organización entre sí con sitios de otras organizaciones, con servicios externos y usuarios remotos.
Figura 3: Red WAN
Fuente: www.lezcanofuentes.weebly.com (2017)
2.1.2.3 TOPOLOGÍAS FÍSICAS DE UNA RED
Según Forouzan (2006, p. 9) El término topología física se refiere a la forma en que está diseñada la red físicamente. Dos o más dispositivos se conectan a un enlace; dos o más enlaces forman una topología. La topología de una red es la representación geométrica de la relación entre todos los
enlaces y los dispositivos que los enlazan entre sí (habitualmente denomina dos nodos).
Existen nueve topologías de red, que son: bus, anillo, doble anillo, estrella, estrella extendida, árbol, malla, mixta y topología jerárquica. Por otra parte, se define como una familia de comunicación que conforma una red para e intercambio de datos, es decir, la forma en que está diseñada la red, ya sea en un plano físico o lógico.
Figura 4: Topologías físicas de una Red Fuente: www.culturacion.com (2017)
(A) BUS
Para Forouzan (2007, p. 11), Una topología de bus es multipunto. Un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la red. Los nodos se conectan al bus mediante cables de conexión (latiguillos) y sondas. Un cable de conexión es una conexión que va desde el
dispositivo al cable principal, o se pincha en el cable para crear un contacto con el núcleo metálico.
Esta topología cuenta con la ventaja de que es de instalación sencilla. El cable troncal puede tenderse por el camino más eficiente y, después, los nodos pueden conectarse al mismo mediante líneas de conexión de longitud variable. De esta forma se puede conseguir que un bus use menos cable que una malla, una estrella o una topología en árbol. Por otra parte, entre sus desventajas, tenemos lo dificultoso de su reconfiguración y del aislamiento de los fallos.
Los buses se diseñan para tener una eficiencia óptima al momento de la instalación. Por lo tanto, puede ser difícil añadir a la red nuevos dispositivos, la reflexión de los conectores puede causar una degradación de su calidad, esta degradación puede ser controlada limitando el número y espacio de los dispositivos conectados a una determinada longitud de cable. Así como también añadir otros dispositivos a la red puede obligar a modificar o reemplazar el cable troncal.
Además, un fallo o rotura en el cable del bus, interrumpe todas las transmisiones, incluso entre dispositivos que están en la parte de red que no falla. Esto sucede debido a que el área dañada refleja las señales hacia la dirección del origen, creando ruido en ambas direcciones.
Figura 5: Topología en Bus
Fuente: www.topologiayredes.wordpress.com (2017)
(B) ANILLO
Forouzan (2007, p. 10) explica que en una topología en anillo cada dispositivo tiene una línea de conexión dedicada y punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. La señal pasa a lo largo del anillo en una dirección, o de dispositivo a dispositivo, hasta que alcanza su destino. Cada dispositivo del anillo incorpora un repetidor.
La instalación de un anillo es relativamente fácil y de fácil reconfiguración también. Cada dispositivo está enlazado solo con sus vecinos inmediatos (bien sea físicos o lógicos). Para añadir o quitar dispositivos, únicamente de deben mover dos conexiones. Las únicas restricciones están relacionadas con aspectos del medio físico y el tráfico (máxima longitud del anillo y número de dispositivos). Además, los fallos pueden aislarse de forma sencilla; generalmente, en un anillo hay una señal en constante circulación.
Figura 6: Topología en Anillo Fuente: www.electrica.mx (2017) (C) DOBLE ANILLO
Esta topología es básicamente igual a la topología en anillo, la única diferencia es que existe un segundo anillo redundante que conecta a los mismos dispositivos. En otras palabras, para incrementar la fiabilidad de la red, cada dispositivo de la red forma parte de dos topologías de anillo independientes. En un anillo doble, los datos tienen dos vías por donde pasar, se usa uno a la vez, es decir, funciona el primer anillo y en caso de que haya algún problema, se usa el segundo anillo, creando redundancia (tolerancia a fallos), lo cual minimiza el riesgo de corte del servicio. La desventaja que tiene ante la topología en anillo es que su implementación es un poco más costosa.
Figura 7: Topología de Doble Anillo
Fuente: redesanilloydobleanillo.blogspot.com (2017)
(D) ESTRELLA
Según Forouzan (2007, p. 10) en las topologías en estrella cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el controlador central, habitualmente llamado concentrador. Los dispositivos no están directamente enlazados entre sí. A diferencia de la topología en malla, la topología en estrella no permite el tráfico directo de dispositivos. El controlador actúa como un intercambiador: si un dispositivo quiere enviar datos a otro, envía los al controlador, que los retransmite al dispositivo final.
Forouzan explica, que en la topología estrella todos los dispositivos están conectados a un concentrador central, es decir, los servidores no están conectados entre sí como en la topología malla, lo cual permite que la
trasmisión de información sea limitada, y todas las transmisiones de información se realizan a través de este controlador.
Para Huidobro (2004, p. 90) las estaciones están conectadas a un dispositivo central, como puede ser un hub o un switch, a través del cual se comunican. Por otra parte, Huidobro destaca que en la topología estrella los servidores están conectados a una central, la cual se encarga de recibir y transmitir la información. Luego de los puntos antes mencionados, se fija posición con Forouzan (2007, p.10), quien desarrolla una definición más amplia de dicha topología, destacando su diseño y la manera en que trabajan los servidores.
Figura 8: Topología en Estrella
Fuente: www.redes-wan.wikispaces.com (2017)
(E) ESTRELLA EXTENDIDA
La topología de estrella extendida es muy parecida a la topología de estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta con el nodo central también es el centro de otra estrella. Generalmente el nodo central está dividido por un hub o un switch, y los nodos secundarios por switches.
El switch central se conecta mediante un cableado vertical con los otros switches que dependen de él.
Figura 9: Topología en Estrella Extendida
Fuente: www.topologias4conalep.blogspot.com (2017)
(F) ÁRBOL
La topología de árbol es una variante de la topología de estrella. Forouzan (2007, p. 12) indica que como en la estrella, los nodos del árbol están conectados a un concentrador central que controla el tráfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador
central. La mayoría de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central.
El concentrador central del árbol es un concentrador activo. Un concentrador activo contiene un repetidor, es decir, un dispositivo hardware que regresa los patrones de bits recibidos antes de ser retransmitidos.
Retransmitir las señales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la señal. Los concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos. Los concentradores pasivos proporcionan una conexión física entre los dispositivos conectados.
Figura 10: Topología en Árbol
Fuente: www.infoepo11.wordpress.com (2017)
(G) MALLA
Según Forouzan (2007, p. 9), en una topología en malla, cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta. El autor afirma que la principal ventaja de
esta topología es que permite el intercambio de información entre los diversos servidores conectados a la red, ya que, todos se conectan entre sí, lo cual hace que no exista ningún límite para ese intercambio de información.
En una topología en malla cada servidor debe estar conectado con todos los demás, utilizando enlaces punto a punto, brindando así una gran ventaja, en caso de que exista un canal inhabilitado, no se cae a conexión, sino que siguen funcionando los demás canales. Para fijar posición se tomó en cuenta la opinión de Forouzan (2007, p. 9) ya que el autor define la topología en malla, como la conexión entre todos los servidores de la red, permitiendo que no existan límites para el intercambio de información entre los servidores.
Figura 11: Topología en Malla
Fuente: www.worldmeforever.wordpress.com (2017)
(H) MIXTA
En las topologías hibridas o mixtas, las redes pueden utilizar diversas topologías para conectarse. La topología mixta es una de las más frecuentes
y se deriva de la unión de varios tipos de topologías, de allí proviene el nombre hibrida o mixta. Su implementación de debe a la complejidad de la solución de la red, o al aumento en el número de dispositivos que utiliza, por tal motivo es necesario establecer una topología de este tipo. Las topologías mixtas tienen un costo muy elevado debido a su administración y mantenimiento, ya que cuentan con segmentos de diferentes tipos lo que obliga a invertir en equipo adicional para lograr la conectividad deseada.
Figura 12: Topología Mixta
Fuente: www.infoepo11.wordpress.com (2017)
(I) TOPOLOGÍA JERÁRQUICA
La topología jerárquica se desarrolla igual que la de estrella extendida, solo que en lugar de enlazar los hubs/switches, el sistema se enlaza con un computador que controla el tráfico de la topología. Esta estructura jerárquica es utilizada en la mayor parte de las redes locales, por medio de concentradores dispuestos en cascada, formando así la red jerárquica.
Figura 13: Topología Jerárquica
Fuente: www.redes-angela.blogspot.co.id (2017) 2.1.3 MODELO OSI
Para Briceño (2005, p. 22) el desarrollo cada vez creciente de equipos y programas para las comunicaciones digitales ha llevado a la creación de un modelo para referencia aplicable al proceso lógico de un sistema de comunicaciones. Los sistemas de comunicaciones que emplean los procedimientos y métodos de comunicación normalizados se denominan
“Interconexión de Sistemas Abiertos” y dicha interconexión se denomina
“Interconexión de Sistemas Abiertos’’ (“Open System Interconnection’’ OSI), este Modelo concuerda con los principios establecidos por la Organización Internacional de Normas (“International Standards Organization, ISO) para la interconexión de sistemas abiertos.
Al principio, el Modelo OSI fue diseñado para proporcionar un marco sobre el cual construir un conjunto de protocolos de sistemas abiertos. La visión era que estos protocolos se utilizaran para desarrollar una red internacional sea completamente independiente de los sistemas de
propiedad. Lamentablemente, la velocidad a la que los protocolos de la suite TCP/IP basados en internet fueron aprobados, y la rapidez con la que se popularizo, causo que el desarrollo de la suite del protocolo OSI no se diera y finalmente languideciera.
Aunque alguno de los protocolos desarrollados tomando en cuenta las especificaciones del modelo OSI es ampliamente utilizado en la actualidad, las siete capas del modelo OSI han hecho importantes contribuciones el desarrollo de otros protocolos y productos. Starlling (2000, p. 41), expresa que cada capa se sustenta en la capa inmediatamente inferior, la cual realizara funciones más primitivas, ocultando los detalles a las capas superiores. Una capa proporciona servicios a la capa inmediatamente superior. Idealmente, las capas deberían estar definidas para los cambios en una capa no implicaran cambios en las otras capas. De esta forma, el problema se descompone en varios subproblemas más abordables.
Haciendo un análisis a los expuesto por Briceño (2005. p. 22) y Starlling (2000, p. 41) el modelo OSI tiene una atractiva lista de funciones en cada capa y al mismo tiempo estas capas interactúan entre sí, es decir cada capa superior y las que se encuentran directamente debajo de ella. Por otra parte el contenido de este curso estará estructurado en torno a la Modelo OSI y el centro de la discusión será el de los protocolos indicados en la suite TCP/IP.
Figura 14: Modelo OSI
Fuente: www.es.slideshare.net (2017) 2.1.3.1 CAPAS DEL MODELO OSI
El Modelo OSI especifica el protocolo que debe usarse en cada capa, y suele hablarse, así como también debe hablarse sobre el modelo de referencia ya que este se usa como una gran herramienta para la enseñanza en la comunicación de redes. Se consideran siete niveles, en los cuales se procesan unidades de información denominadas (unidad de datos de protocolo). Esta está conformado por siete capas o niveles ordenados: El físico (nivel 1), el de enlace (nivel 2), el de red (nivel 3), el de transporte (nivel 4), el de sesión (nivel 5), el de presentación (nivel 6) y el de aplicación (nivel 7).
(A) CAPA FÍSICA
Es la capa encargada de la topología de la red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información. También define los procedimientos y las funciones de los dispositivos físicos y las interfaces que tienen que llevar a cabo para que sea posible la transmisión, así como también esta coordina las funciones necesarias para transmitir el flujo de datos en el medio físico.
Según Starlling (2000, p. 48) esta capa se encarga de la interfaz física entre los dispositivos, además define las reglas que rigen en la transmisión de los bits. La capa física tiene cuatro características importantes:
Mecánicas: Relacionadas con las propiedades físicas de la interfaz y con el medio de transmisión. Normalmente dentro de estas características se incluye la especificación del conector que transmite las señales a través de conductores. A estos últimos se les denomina circuitos.
Eléctricas: Especifican como se representan los bits, así como su velocidad de transmisión.
Funcionales: Especifican las funciones que realizan cada uno de los circuitos de la interfaz física entre el sistema y el medio de transmisión.
De procedimientos: estas especifican la secuencia de eventos que se llevan a cabo en el intercambio de flujo de bits a través del medio físico.
TASA DE DATOS
El nivel físico también define una tasa de transmisión el número de bits enviados cada segundo. En síntesis, el nivel físico define la duración de un bit, es decir cuánto tiempo dura. Cuando se habla de una tasa de datos, hablamos de la relación de un dato contra otro, en el curso de las computadoras por ejemplo, cuando se requiere bajar un archivo de internet, se presenta la tasa de datos que viene siendo la cantidad de datos por segundo que se puede bajar, es decir, el peso. (Por ejemplo, 45 bits Mbit/s).
TOPOLOGÍA FÍSICA
Esta topología se define como están conectados los dispositivos para formar una red. Los dispositivos deben estar conectados usando una topología en malla (cada dispositivo conectado a otro dispositivo) una topología en estrella (dispositivos conectados a través de un dispositivo o una topología de bus en anillo. El nivel físico también define la dirección de la transmisión entre los dispositivos; simplex, semi-dúplex o full-dúplex. En el modo simplex solamente un dispositivo puede enviar, el otro, solo puede recibir el ruido, también determina si se van a transmitir los bits codificados por señalización de banda base (digital) o de banda ancha (analógica).
(B) CAPA DE ENLACE DE DATOS
Briceño (2005, p. 25) explica que la Capa de Enlace de Datos o nivel 2 proporciona los medios funcionales y de procedimiento para establecer, mantener y terminar conexiones a nivel de Enlace entre entidades de la
Capa Red, y para transferir unidades de datos entre entidades de la Capa Enlace. Esta soportada por una o varias conexiones físicas y fundamentalmente es una conexión punto a punto, para diferenciarla de una conexión de Red que es una conexión fin a fin.
La Capa Enlace detecta y posiblemente puede corregir errores que pueden ocurrir en la Capa Física; además, la Capa Enlace capacita a la Capa Red para que controle la interconexión de circuitos de datos dentro de la Capa Física. El control de errores se realiza de forma más eficiente considerando los datos agrupados en conjuntos de bits u octetos.
Esta Capa Enlace tiene las siguientes funciones:
Establecimiento y terminación de conexiones.
Delimitación, sincronización y control de secuencias.
Detección, notificación o corrección de errores.
Control de flujo de identificación e intercambio de parámetros.
Control de la interconexión de los circuitos de datos.
Administración, supervisión y control de los servicios y funciones de la capa.
La Capa Enlace proporciona los siguientes servicios de la Capa de Red:
Proporciona la sección de transmisión y unidades de datos de servicios para el enlace de datos.
Identifica los puntos terminales de la conexión a nivel de enlace.
Controla el flujo de la secuencia de datos.
Notifica la aparición de errores y pueden también recuperarlos.
Control de calidad de los parámetros de servicios.
(C) CAPA DE RED
Según Briceño (2005, p. 26) la Capa e Red o Nivel 3 proporciona los medios a establecer, mantener y terminar conexiones a nivel de red entre los sistemas abiertos, y los medios funcionales y de procedimiento para intercambiar unidades de datos entre entidades pares de la Capa Transporte utilizando los medios de la Capa de Red.
La Capa de Red independiza a las entidades de la Capa de Transporte de las tareas de enrutamiento y relevo asociadas con el establecimiento y operación de una conexión de red, es decir, de fin a fin.
La Capa Red tiene las siguientes funciones:
Direccionamiento, enrutamiento y relevo.
Conexiones de Re, simples o multiplexadas.
Identificación de las conexiones de la red.
Servicios de transferencia de las unidades de datos en forma segmentada o por bloques.
Detección, corrección o notificación de errores.
Secuenciamiento, sincronización y control de flujo.
Petición, Indicación, Respuesta y Confirmación de llamadas. Estos términos se denominan “primitivas”.
Administración, supervisión y control de los servicios y funciones de la Capa.
Asimismo, la Capa Re proporciona los siguientes servicios:
Direccionamiento y conexiones a nivel de red.
Identificación de los puntos terminales en las conexiones.
Transferencia de las unidades de datos y servicios de la red.
Control de flujo y de secuencias.
Transferencia de datos a alta velocidad.
Inicialización y terminación de las conexiones de red.
(D) CAPA DE TRANSPORTE
Para Briceño (2005, p. 27) la Capa de Transporte identifica de manera única entidad de sesión por su dirección de transporte. Cuando se proporciona el servicio en modo sin conexión, la capa de transporte suministra un servicio en el modo sin conexión que relaciona una petición de transmisión de una unidad de datos del servicio de transporte con una petición al servicio de red en modo sin conexión.
En el modo con conexión, el servicio de transporte ofrece los medios para establecer, mantener y liberar conexiones de transporte. Las conexiones de transporte proporcionan transmisión full-dúplex entre un par de entidades de sesión (a través de puntos de acceso al servicio de transporte). Se puede establecer más de una conexión de transporte entre dos direcciones de transporte.
Analizando lo expresado por Briceño (2005, p. 27) La capa de trasporte proporciona un mecanismo para intercambiar datos. El servicio de transporte orientado a conexión asegura que los datos se entregan libres de errores, en orden y sin pérdida ni duplicaciones optimizando el uso de los servicios de red. Continuando lo expuesto por Briceño, acota que la calidad del servicio ofrecida en una conexión de transporte depende de la clase de servicio pedida por las entidades de sesión al establecer la conexión de transporte, la calidad de servicio seleccionada se mantiene durante toda la conexión de transporte.
(E) CAPA DE SESIÓN
Para Serra (2002, p. 54) La capa de sesión fue una aportación relativamente nueva del modelo OSI de la ISO a las arquitecturas de comunicaciones. En efecto, podría pensarse que, dado el servicio perfectamente fiable que ofrece la capa de transporte, los procesos de aplicación no necesitarían nada más y podrían usar dicho servicio directamente. De hecho, la arquitectura TCP/IP carece de las capas de sesión y presentación explícitamente. Superados los errores de comunicación en la capa de transporte, la capa de sesión puede verse como un conjunto de herramientas, que permiten estructurar y enriquecer el diálogo entre los procesos de aplicación. Algunos de los servicios que dicha capa ofrece son:
Establecimiento, mantenimiento y finalización de las sesiones.
Gestión del diálogo y las actividades. Sincronización y recuperación.
Gestión de los permisos (tokens) para realizar ciertas acciones.
Cierre ordenado de las conexiones.
(F) CAPA DE PRESENTACIÓN
Según Serra (2002, p. 60) La capa de presentación está relacionada con el significado (semántica) y formato (sintaxis) de los datos intercambiados en una sesión entre procesos de aplicación. Si la capa de transporte ofrece un intercambio de datos fiable independiente de las redes y la capa de sesión estructura/enriquece ese intercambio de datos, la capa de presentación ofrece un servicio de intercambio de información, a nivel de dicha capa no se intercambian meramente grupos de bytes, sino algo con significado.
El modelo OSI asigna a la capa de presentación tres funciones:
Representación común de la información (formatos, conversiones).
Seguridad en el intercambio de información (privacidad, protección, Autentificación).
Compresión de la información.
Igualmente Serra (2003, p. 60) agrega que algunos sistemas almacenan los números enteros en su memoria o disco con el bit más significativo en primer lugar, mientras que otros lo hacen con el bit menos significativo en primer lugar; no digamos ya, la manera en que cada sistema representa a los
números reales o cómo lo hace para estructuras de datos más complejas (vectores o matrices de números, registros de una base de datos).
Se suele decir que el nombre más adecuado para la capa de Presentación hubiera sido el de capa de representación. Si el modelo OSI perseguía la interconexión de sistemas que fueran realmente abiertos, debía resolverse el problema de los diferentes formatos con que cada sistema representaba localmente su información (dependiente del fabricante del sistema, de su hardware y de su sistema operativo). Es ahí donde interviene la capa de presentación.
(G) CAPA DE APLICACIÓN
La capa de aplicación es la más superior del modelo arquitectónico y ofrece los llamados servicios de aplicación e incluso las aplicaciones más comunes y estandarizadas de forma completa. Un proceso de aplicación es aquella parte de un sistema final que procesa información en un entorno de red OSI y que es invocado por un usuario o proceso local o remoto; suele dividirse conceptualmente en dos partes: el agente de aplicación y la entidad de aplicación.
La capa de aplicación proporciona a los programas de aplicación un medio para que accedan al entorno OSI. Esta capa incluye a las funciones de administración y en general a los mecanismos necesarios en la implementación de las aplicaciones distribuidas. Además, a esta capa pertenecen las aplicaciones de uso general como, por ejemplo, la
transferencia de ficheros, el correo electrónico y el acceso desde terminales a computadores remotos, entre otros.
La capa de aplicación puede llegar a ser muy compleja y en el modelo OSI se considera formada por los llamados elementos de servicio de aplicación (en adelante ASE (Application Service Element). De estos se distinguen: los CASE (Common ASE), módulos que ofrecen funcionalidades genéricas a un programador de aplicaciones en red, por ejemplo, y los SASE (Specific ASE), módulos destinados a construir aplicaciones concretas estandarizadas en la capa de aplicación.
2.1.4 PROTOCOLOS
Según Forouzan (2007, p. 18) En las redes de computadoras, la comunicación se lleva a cabo entre distintas entidades de diferentes sistemas. Una entidad es cualquier cosa capaz de enviar o recibir información, pero no basta con que dos entidades se envíen secuencias de bits entre sí para que se entiendan, para que exista comunicación, las entidades deben estar de acuerdo en un protocolo.
Un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan la comunicación de datos. Un protocolo define qué se comunica, cómo se comunica y cuándo se comunica. Los elementos clave de un protocolo son su sintaxis, su semántica y su temporización. Forouzan explica, que un protocolo es una serie de normas establecidas por el cual se rigen las comunicaciones, es decir, la
manera en la que se transmiten la información y el momento en el que se transmite la misma en una red.
2.1.4.1 TIPOS DE PROTOCOLOS
La página (docs.oracle.com) expone una sección los protocolos que se incluyen en TCP/IP. Aunque la información es conceptual, debe conocer los nombres de los protocolos. Asimismo, dar a conocer las acciones que lleva a cabo cada protocolo. "TCP/IP" es el acrónimo que se utiliza comúnmente para el conjunto de protocolos de red que componen el conjunto de protocolos de Internet. Muchos textos utilizan el término "Internet" para describir tanto el conjunto de protocolos como la red de área global. En este manual, "TCP/IP" hace referencia específicamente al conjunto de protocolos de Internet. "Internet" hace referencia a la red de área extensa y los elementos que rigen Internet.
La mayoría de los conjuntos de protocolos de red se estructuran como series de capas, que en ocasiones se denominan pila de protocolos. Cada capa está diseñada para una finalidad específica. Cada capa existe tanto en los sistemas de envío como en los de recepción. Una capa específica de un sistema envía o recibe exactamente el mismo objeto que envía o recibe el proceso equivalente de otro sistema. Estas actividades tienen lugar independientemente de las actividades de las capas por encima o por debajo de la capa que se está considerando. Básicamente, cada capa de un sistema
actúa independientemente de las demás capas del mismo sistema. Cada capa actúa en paralelo con la misma capa en otros sistemas.
La Organización Internacional para la Estandarización (ISO) ha diseñado el modelo de referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) que utiliza capas estructuradas. El modelo OSI describe una estructura con siete capas para las actividades de red. Cada capa tiene asociados uno o más protocolos. Las capas representan las operaciones de transferencia de datos comunes a todos los tipos de transferencias de datos entre las redes de cooperación.
El modelo OSI enumera las capas de protocolos desde la superior (capa 7) hasta la inferior (capa 1). La tabla siguiente muestra el modelo:
Tabla 1: Modelo de Referencia del Modelo OSI
Nº de capa
Nombre de capa
Descripción
7 Aplicación Se compone de los servicios y aplicaciones de comunicación estándar que puede utilizar todo el mundo.
6 Sesión Se asegura de que la información se transfiera al sistema receptor de un modo comprensible para el sistema.
5 Sesión Administra las conexiones y terminaciones entre los sistemas que cooperan.
4 Transporte Administra la transferencia de datos. Asimismo, garantiza que los datos recibidos sean idénticos a los transmitidos.
3 Red Administra las direcciones de datos y la transferencia entre redes.
2 Vínculo de datos
Administra la transferencia de datos en el medio de red.
1 Física Define las características del hardware de red.
Fuente: docs.oracle.com (2017)
El modelo de referencia OSI define las operaciones conceptuales que no son exclusivas de un conjunto de protocolos de red particular. Por ejemplo, el conjunto de protocolos de red OSI implementa las siete capas del modelo
OSI. TCP/IP utiliza algunas de las capas del modelo OSI. TCP/IP también combina otras capas.
El modelo OSI describe las comunicaciones de red ideales con una familia de protocolos. TCP/IP no se corresponde directamente con este modelo.
TCP/IP combina varias capas OSI en una única capa, o no utiliza determinadas capas. La tabla siguiente enumera las capas desde la capa superior (aplicación) hasta la capa inferior (red física), esta tabla también muestra las capas de protocolo TCP/IP y los equivalentes del modelo OSI.
Asimismo, se muestran ejemplos de los protocolos disponibles en cada nivel de la pila del protocolo TCP/IP. Cada sistema que participa en una transacción de comunicación ejecuta una única implementación de la pila del protocolo.
Tabla 2: Pila de Protocolo TCP/IP
Ref. OSI Nº de capa
Equivalente de capa OSI
Capa TCP/IP Ejemplos de protocolos TCP/IP 5,6,7 Aplicación, sesión,
presentación
Aplicación NFS, NIS, DNS,
LDAP, telnet, ftp, rlogin, rsh, rcp, RIP, RDISC, SNMP y otros.
4 Transporte Transporte TCP, UDP, SCTP
3 Red Internet IPv4, IPv6, ARP, ICMP
2 Vínculo de datos Vínculo de datos
PPP, IEEE 802.2
1 Física Red física Ethernet (IEEE 802.3), Token Ring, RS-232, FDDI y otros.
Fuente: docs.oracle.com (2017)
2.1.5 ELEMENTOS DE RED
Según Tanenbaum (2003, p. 420), las redes pueden interconectarse mediante diversos dispositivos. En la capa física, las redes se pueden
conectar mediante repetidores o concentradores, los cuales mueven la información de una red a otra idéntica. Estos en su mayoría son dispositivos analógicos y no comprenden nada sobre protocolos digitales. En la capa de enlace de datos encontramos puentes y conmutadores. Y a su vez, en la capa de red hay enrutadores que pueden conectar dos redes.
Al seleccionar una red es importante conocer los elementos que la componen, entre estos elementos contamos con. No existe una regla específica sobre el orden en el cual seleccionar los equipos. Todo dependerá de los requerimientos del sistema. Estos distintos elementos son:
2.1.5.1 SERVIDOR
Un servidor es una aplicación en ejecución capaz de atender las peticiones de un cliente y devolverle una respuesta en concordancia. Los servidores se pueden ejecutar en cualquier tipo de computadora, incluso en computadoras dedicadas a las cuales se les conoce individualmente como
‘‘el servidor’’.
Según Wiley (2011, p. 2), los servidores operan a través de una arquitectura cliente-servidor. Los servidores son programas de computadora en ejecución que atienden las peticiones de otros programas. Ofrece a los clientes la posibilidad de compartir datos, información y recursos de hardware y software. Los clientes usualmente se conectan al servidor a través de la red pero también pueden acceder a él a través de la computadora donde esté
funcionando. Un servidor es un programa que opera como un oyente de socket.
2.1.5.2 MÓDEM
Un módem es un dispositivo electrónico que convierte las señales digitales en analógicas y viceversa. Permitiendo así, la comunicación entre equipos a través de la línea telefónica. Sirve para enviar la señal moduladora mediante otra señal a la que se llama portadora.
Según Sendin (2004, p. 184) el módem, termino de contracción de modulador y demodulador, se encargará de los pasos de la sea de banda base al canal de frecuencia intermedia que le corresponda. Existen muchos tipos de modulaciones, cada una asociada a unas necesidades y con unas características concretas.
2.1.5.3 ROUTER
De acuerdo con Pérez y Marino (2012), el router se encarga de establecer qué ruta se destinará a cada paquete de datos dentó de una red de telecomunicaciones. Hay tres tipo de routers: Básico, aquel que tiene como función comprobar si los paquetes de información que se manejan tienen como destino otro ordenador de la red o el exterior. (http://definicion.de/)
2.1.5.4 SWITCH
Según Seoane (2005, p. 41) el switch o conmutador es un dispositivo digital lógico de intercomunicación de equipos que operan en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, pasando daros de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red y eliminando la conexión una vez finalizada esta.
Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples tramos de una red, fusionándolos en una sola red. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red y solo retransmiten la información hacia los tramos en los que hay el destinatario de la trama de red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local (LAN).
2.1.5.6 REPETIDORES
En telecomunicaciones, un repetidor es un dispositivo analógico que amplifica la señal de entrada de entrada independientemente de su naturaleza.
(A) REPETIDORES ACTIVOS
Para Sendin (2004, p. 170) los repetidores activos son las instalaciones vía radio más comunes. Se trata de ubicaciones constituidas generalmente por un espacio para albergar equipos de radio, baterías rectificadores y
demás equipos, así como una torre donde se sustentarán las antenas y se extenderán las guías de onda. Son, en definitiva, emplazamientos donde se cuenta con alimentación eléctrica.
Se debe tener en cuenta una seria de aspectos para su instalación:
Adquisición del emplazamiento. Suele ser este el proceso que más tiempo ocupa puesto que se trata de alquilar o comprar un terreno a un usuario que en principio es desconocido. Así mismo, se necesita un permiso de obras y los correspondientes estudios de impacto medioambiental, entrando aquí las autoridades locales y posiblemente las de niveles superiores.
Aspectos relativos a la torre de apoyo de las antenas. Serán necesarios estudios relativos a la cimentación de la misma, dependiendo mucho de su altura y de las antenas a ubicar en ella. La estructura deberá estar preparada para soportar las antenas que se dispondrían en ella, siendo el refuerzo necesario diferente dependiendo de la naturaleza de las antenas, así como de la zona donde se dispongan. Además de todo esto, posiblemente sea necesario permiso de la autoridad competente de aviación civil, así como un posible balizamiento de la torre en caso de probidad con aeropuertos o zonas de servidumbre aeronáutica.
Con esta definición, el autor resalta las características de los repetidores activos, mencionando algunos aspectos que se deben tomar en cuenta al
momento de instalar repetidores, como las especificaciones de las antenas, el estudio del área geográfica y los permisos que se deben obtener.
(B) REPETIDORES PASIVOS
Según Sendin (2004, p. 171) hay situaciones en que es absolutamente imposible llevar alimentación eléctrica hasta un repetidor en la cima de un monte. Incluso se dan situaciones en donde es innecesaria la instalación de un repetidor activo, porque el uso que se le va a dar al mismo no justifica la inversión que supone. En estos casos se implementa un repetidor intermedio, en un punto accesible por los dos extremos, de manera que el enlace se establezca a través de un paso intermedio. Cuando se trata de repetidores pasivos, se distinguen dos tipos:
Reflectores planos, constituidos por una superficie reflectora plana sobre la que incide la onda enviada por la estación transmisora y que sigue su camino hacia la estación receptora tras la reflexión en el reflector.
Antenas espalda con espalda, formadas por dos antenas que presentan sus entradas conectadas, de modo que todo aquello que reciben sale hacia la siguiente estación.
Por esto se entiende que los repetidores pasivos no requieren de una alimentación eléctrica debido a que están en lugares donde no se cuenta con una estación eléctrica o porque el gasto que supondría es mayor con respecto al uso que se le dará. A su vez, también se especifican dos tipos de
repetidores pasivos, los reflectores planos y las antenas espalda con espalda.
2.1.5.7 GATEWAY
Una puerta de enlace es un dispositivo que actúa como interfaz de conexión entre aparatos o dispositivos, y también posibilita compartir recursos entre dos o más dispositivos. Tiene como propósito traducir la información del protocolo utilizado en una red inicial, al protocolo usado en la red de destino. Usualmente es un equipo configurado para dotar a las máquinas de una red de área local conectadas a él de un acceso hacia una red exterior, generalmente realizando para ello operaciones de traducción de direcciones de red.
2.1.6 SISTEMAS ALÁMBRICOS
Según Forouzan (2007, p. 186), los medios guiados son aquellos que proporcionan un conductor de un dispositivo a otro e incluyen los cables de pares trenzados, el cable coaxial y los cables de fibra óptica. Una señal viajando por cualquiera de estos medios es dirigida y contenida por los límites físicos del medio.
El par trenzado y el cable coaxial usan conductores metálicos que aceptan y transportan señales de corriente eléctrica. La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales en forma de luz, en general, el autor expresa que los medios guiados o alámbricos requieren
un conductor con una comunicación directa entre un punto y el otro. Y este conductor puede poseer distintas características.
A su vez, Tanenbaum (2003, p. 90) expresa que el propósito de la capa física es transportar un flujo de datos puro de una máquina a otra. Es posible utilizar varios medios para la transmisión real. Cada uno tiene su propio nicho en términos de ancho de banda, retardo, costo y facilidad de instalación y mantenimiento. Los medios se clasifican de manera general en medios guiados, como el cable de cobre y la fibra óptica, y medios no guiados, como radio y laser a través del aire.
El autor mencionado da a entender un sistema alámbrico como la capa física capaz de transportar datos de un punto a otro. Utilizando diferentes medios para cumplir la función mencionada, los cuales varían con respecto a su ancho de banda, costo y complejidad en la instalación. Estudiando las definiciones anteriores se puede observar una similitud en la interpretación de los dos autores en cuanto a que los sistemas alámbricos requieren de medios físicos de un punto a otro para hacer posible el proceso de telecomunicación.
2.1.6.1 ADSL (CABLE DE COBRE)
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) o línea de abonado digital asimétrica, es un tipo de tecnología de línea de abonado digital DSL.
Según Martínez (2005, p. 313) consiste en la transmisión analógica de datos digitales apoyada en el cable de pares simétricos de cobre que lleva la
