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Clasificación de redes

Álvaro González Sotillo

Created: 2024-09-08 dom 17:52

1. Introducción

1.1. Preguntas previas

Es posible que ya conozcas muchas cosas acerca de las redes. Veamos si sabes…

  • ¿Por qué nos molestamos en crear redes de ordenadores?
    • En casa
    • En el trabajo
  • ¿Qué es una dirección IP? ¿Qué es una dirección MAC? ¿Qué es un puerto?
  • ¿Sabes que es un proxy o un firewall?
  • ¿Qué es un servidor DNS?
  • ¿Qué es un servidor DHCP?

1.2. Empieza la clase de redes

1.3. Un poco de historia

  • En los años 50, las empresas grandes tenían un (1) ordenador
    • Muy grande. Muy caro.
    • Debía ser compartido por todos los empleados
    • Que se debían trasladar físicamente para usarlo
  • Idea: conectar terminales (ordenadores baratos)
    • No es necesario el desplazamiento físico
    • Se puede compartir simultáneamente

1.4. ¿Por qué usar redes?

Las redes permiten compartir recursos entre ordenadores.

  • Hardware
    • CPU y memoria
    • Disco
    • Impresora, escáner
    • Conexión a otras redes
  • Software
    • Programas
    • Datos
    • Aplicaciones

1.5. Ventajas de una red

La compartición de recursos aporta las siguientes ventajas:

  • Reducción de costes
  • Mejora de la comunicación (trabajo en colaborativo en equipo)
  • Gestión simplificada
    • Los técnicos pueden centralizar su trabajo
  • Como consecuencia, mejora de la productividad

1.6. Criterios de clasificación de redes

  • Modelo de transmisión
  • Topología (física)
  • Extensión
  • Propietario de la red
  • Modo de transmisión
  • Medio de transmisión

2. Modelo de transmisión

  • Difusión
  • Punto a punto

2.1. Redes de difusión:

  1. A quiere comunicar con B.
  2. A manda la información a todos los nodos que componen la red (multidifusión).
  3. De todos estos, solo B se quedará con la información.
  4. El resto también la reciben, pero la ignoran

image/svg+xml Difusión: todos reciben el mensaje, aunque se dirija uno de ellos

2.1.1. Características

  • Se necesita un arbitraje del medio.
    • Asignación estática: tiempo dividido en cuantos.
      • Un host utiliza el medio en su cuanto. Si no lo utiliza, se queda sin usar.
    • Asignación dinámica: bajo demanda.
  • Límite máximo de usuarios: colisiones
  • Privacidad

Ejemplo de redes de difusión:

  • Radio de la policía
  • Wifi (aproximadamente)
  • Comunicación oral entre personas

2.2. Redes punto a punto :

  1. A quiere conectarse con B.
  2. Entre A y B existen otros elementos de interconexión que se ocupan de seleccionar un camino de A a B.
  3. Los equipos que no estén directamente en la interconexión no interactúan

image/svg+xml Punto a punto: el hardware limita a un solo destinatario

2.2.1. Características

  • Privacidad
  • Coste:
    • El medio no está compartido
    • Hardware por cada conexión
  • Sin colisión

2.2.2. Conmutación de circuitos:

  • Se crea un circuito dedicado (real o virtual) por el que pasa la información.
    • Necesita establecer la conexión y liberarla.
    • Puede desaprovechar recursos.
    • Mientras exista la conexión, la comunicación está garantizada

Fuente

2.2.3. Conmutación de paquetes:

  • El mensaje se divide en paquetes, que se envían de forma individual
  • Cada paquete puede seguir un camino distinto.
  • Cada paquete puede llegar o no
  • El orden de emisión no tiene por qué ser el de recepción
  • Requiere dispositivos más rápidos y complejos.
  • La congestión puede afectar a toda la red. Más difícil resolver congestiones.

De Oddbodz - Trabajo propio, CC BY-SA 3.0

Fuente

2.2.4. Circuitos vs paquetes

  Circuitos Paquetes
Retardo inicial Mayor  
Asignación dinámica de recursos   Sí
La congestión afecta a toda la red   Sí
Complejidad en la recepción   Mayor
Latencia (tras la conexión) Menor  
Tipo de latencia Constante Variable
Tolerancia a fallos   Mayor
Mejor para Tráfico constante Tráfico a ráfagas

3. Topología

  • La topología es una rama de las matemáticas que estudia la forma intrínseca de un objeto
  • No son importantes las deformaciones como:
    • Estiramientos
    • Doblamientos
  • Sí son importantes
    • Los cortes
    • Las uniones
  • Son iguales
    • Un círculo y un cuadrado
    • Una taza y un donut
  • Son distintos
    • Una botella y una taza (con asa)

3.1. Bus

  • Los equipos de la red comparten un único cable.
    • Requiere poco cable
    • Si falla el bus, ningún equipo mantiene la comunicación
    • Son redes de difusión

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3.2. Anillo

  • Cada equipo tiene un enlace con el siguiente equipo
  • El último equipo se une con el primero

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Características de redes en anillo:

  • Si falla un enlace, la red no funciona.
  • Son redes punto a punto
  • Sin congestión de la red (posiblemente de algún nodo)

3.3. Anillo doble

  • Dos anillos "paralelos", cada uno en una dirección
  • Si se rompe un enlace o un nodo, se puede recuperar la forma de anillo

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3.4. Estrella

  • Los nodos se conectan a un nodo central.
  • El fallo de un enlace no afecta el resto de la red.
  • El fallo del nodo central impide el funcionamiento de la red.

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3.5. Árbol

  • Los nodos se conectan de forma jerárquica.
    • Los de un nivel inferior se conectan a uno (y solo uno) de los nodos del nivel superior
    • La raíz del árbol es el único nodo sin nodo superior
  • Si un enlace falla, el “subárbol” se queda aislado.

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3.6. Completa (malla completa)

  • Todos los nodos se conectan entre ellos.
  • Muy cara, pero muy tolerante a los fallos de nodos y enlaces

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Pregunta: ¿cuántos enlaces tiene una malla completa con 7 nodos?

3.7. Irregular (malla)

  • Es parecida a la completa, pero sin la conexión total entre los nodos
  • Es la topología "por descarte"

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3.8. Preguntas

  • ¿Qué topología tiene la red del aula?
  • ¿Qué topología tiene la red del instituto?
  • ¿Qué topología física tiene la wifi del instituto?
  • ¿Qué topología lógica tiene la wifi del instituto?

http://www.chrisharrison.net/index.php/Visualizations/InternetMap

Submarine Cable Map

3.9. Topología física vs topología lógica

  • Física: conexiones entre equipos
  • Lógica: cómo se utilizan las conexiones

3.9.1. Bus lógico

  • Una estrella física, en la que el equipo central envía todos los datos al resto.
  • Cada equipo mira si es destinatario de dichos datos para procesarlos.

3.9.2. Anillo lógico

  • Un bus con uso de testigo.
  • El equipo que tiene el testigo, es el poseedor de los permisos para transmitir en el medio.
  • Cuando termina, transmite el testigo a otro equipo

4. Extensión de la red

  • PAN Personal Area Network
    • Hasta 10 metros
    • Alrededor de una persona
  • LAN Local Area Network
    • Hasta 1 Km
    • Un edificio
  • MAN Metropolitan Area Network
    • Hasta 10 km
    • Una población
  • WAN Wide Area Network
    • Más de 10 Km
    • Una región, un país, todo el mundo
  • Clasifica estas redes según su extensión
    • GPRS
    • X25
    • Wi-fi
    • IrDA
    • ADSL
    • Ethernet
    • Frame Relay

5. Propietario de la red

  • Redes privadas
    • De particulares o empresas
    • Sólo se conectan equipos y usuarios autorizados
    • Un responsable maneja toda la red
  • Redes públicas
    • Compañías telefónicas y de acceso a Internet (ISP Intertet Service Provider)
    • Se alquilan a usuarios
    • Es difícil controlar a los usuarios de la red

  • Clasifica estas redes según su propiertario
    • GPRS
    • X25
    • Wi-fi
    • IrDA
    • ADSL
    • Ethernet
    • Frame Relay

6. Modo de transmisión

  • Simplex
    • La comunicación es en un solo sentido
  • Semi duplex
    • El canal puede invertirse
    • Pero en cada momento tiene solo un sentido
  • Full duplex
    • El canal permite comunicación simultánea en ambos sentidos
  • Clasifica estas redes según su modo de transmisión
    • Los 40 principales (93.9 FM)
    • Portero automático
    • Walkie talkie
    • Congreso de los Diputados
    • Sálvame Deluxe

7. Medio de transmisión

  • Redes cableadas (medios guiados)
    • La señal viaja por un cable
    • Eléctrico
      • Par trenzado
      • Cable coaxial
    • Óptico
      • Fibra óptica
  • Redes inalámbricas (radiofrecuencia)
  • ¿Qué velocidades se pueden alcanzar en los medios guiados descritos?
    • Par trenzado
    • Cable coaxial
    • Fibra óptica
  • ¿Qué ventajas e inconvenientes tienen los medios no guiados respecto a los guiados?
  • Clasifica estas redes según su medio de transmisión
    • GPRS
    • X25
    • Wi-fi
    • IrDA
    • ADSL
    • Ethernet
    • Frame Relay

8. Referencias