Definicion de red: Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Ventajas y desventajas de una red de computadoras

Ventajas:

• Permiten compartir el hardware: periféricos (impresoras, escáners, modems, etc.), dispositivos de almacenamiento, la CPU incrementándose la capacidad de procesamiento. En una oficina con cinco computadoras no sería necesario tener cinco impresoras láser, por lo que también se reducen costos.
• Permiten compartir programas de aplicación y datos: de esta manera la información está centralizada, siendo el sistema mucho mas rápido y eficiente, la información se mantiene actualizada para todos los usuarios que acceden a ella.
  En un supermercado se comparte la información relacionada con los precios de los productos, todas las cajeras acceden a una base de datos donde se encuentran los precios de los prductos. Si se desea realizar una oferta se modifica solamente la base de datos y al consultar el precio de cualquier caja se accede a la oferta.
  También se pueden compratir programas como el procesador de texto, planilla de cálculo, etc. No es necesario tener los programas instalados en todas las computadoras. Por lo que también se reducen costos.
• Permiten que se pueda trabajar en grupo o colaborativamente: Es decir que los usuarios de la red trabajen sobre un mismo documento o en una pizarra en forma simultánea.
  Esta forma de trabajo se conoce como Groupware, y se necesita software especial para este propósito.
  Se utiliza principalmente en entornos virtuales.

Desventajas:

Las principales desventajas tienen que ver con cuestiones éticas, si bien están asociadas con dos aspectos:

1. La privacidad de la información: es todo lo relativo al uso que se le da, o se hace, de la informaciñon que se tiene de los usuarios o clientes. Desde la venta a otras empresas, la instalación de programas espías, banners de publicidad, hasta el envio de publicidad no deseada a traves del correo electrónico.
2. La seguridad de la información: tiene que ver con el acceso no autorizado. Puede ser física, en el caso de querer ingresar a las instalaciones del centro de cómputos, o lógica en el caso del software, al querer ingresar en el sistema violando nobr de usuario y contraseña.Otra forma de atacar la seguridad de la red es a través de virus.

Recursos que se comparten: ´Los recursos son las aplicaciones, herramientas, dispositivos (periféricos) y capacidades con los que cuenta una computadora.

     Compartir recursos, implica configurar una red de tal manera que las computadoras que la constituyen, puedan utilizar recursos de las restantes computadoras empleando la red como medio de comunicación.  Cuando un equipo destina espacio para recursos, asume funciones de servidor.

¿Cuales recursos se pueden compartir? Pueden compartirse todo tipo de recursos:

Carpetas

Imágenes

Documentos

Periféricos     - Impresoras    - Modem    - Tarjeta RDS    - Scaner

Acceso a Internet

Programas

Base de datos

3.2 Elementos de una red

Hardware:

Hardware de red normalmente se refiere a los equipos que facilitan el uso de una red informática. Típicamente, esto incluye enrutadores, switches, hubs, gateways, puntos de acceso, tarjetas de interfaz de red, cables de redes, puentes de red, módems, adaptadores RDSI, firewalls y otros hardwares relacionados.1

El tipo más común de hardware de red hoy en día són los adaptadores Ethernet, ayudados en gran medida por su inclusión de serie en la mayoría de los sistemas informáticos modernos. La red inalámbrica se ha convertido cada vez más popular, sin embargo, especialmente para los dispositivos portátiles y de mano.

Nodos (servicios y estaciones de trabajo).

NODO: computadora conectada a una red.

SERVIDORES Y ESTACIONES DE TRABAJO.
Un nodo de red puede configurarse como servidor y como ET.
ET: computadora ante la cual se sienta el usuario y realiza su trabajo.
La Estacion de Trabajo es una computadora capaz de aprovechar los recursos (unidades de disco, impresora, etc) de otras computadoras.
Esta no comparte sus propios recursos con las computadoras. Los demás nodos no pueden usar ningún recurso de ellas.
SERVIDOR: computadora que proporciona servicio a esa estación de trabajo.
Existen 2 tipos:
• Servidor no dedicado (SND): opera como servidor y como estación de trabajo compartiendo al mismo tiempo sus recursos con otras computadoras.
• Servidor dedicado (SD): actúa únicamente como servidor. Este no ejecuta ningún otro trabajo aparte del requerido para compartir sus recursos con los nodos de la red. A diferencia del servidor no dedicado, este no se usa como estación de trabajo. Puesto que solamente se usa para las tareas relacionadas con la red se elimina la sobrecarga adicional que necesitaría si se usará como estación de trabajo y, en consecuencia, se optimiza su rendimiento.
Los usuarios no tienen ninguna razón para tener contacto físico con el servidor dedicado, por lo que se suelen mantener aislados y en cuartos bajo llave, para impedir que se apague la computadora o se quiera usar como estación de trabajo.

Tarjeta de interfaz de red: Una tarjeta de red o adaptador de red es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red"). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.

Medios de transmisión (alámbricos, inalámbricos):

 Medios de Transmisión: La función de la estructura física es la de transportar paquetes de bits de una máquina a otra. Los medios físicos usados para este transporte pueden ser:

Alámbricos:

Líneas de par trenzado (UTP)

Cable coaxial

Fibra óptica

Inalámbricos

Satélites - Microondas

Radio

Rayos Infrarrojos

Laser

Par trenzado (UYP): Consiste en dos cables de cobre aislados y trenzados para reducir la interferencia eléctrica externa y de pares adyacentes. Dos cables paralelos forman una antena. Si se trenzan se reduce la diafonía.

CABLE COAXIAL: Cable formado por un conductor central rodeado por un material aislante y forrado por un conductor externo concéntrico.

Fibra Óptica: Está formada por un núcleo central de vidrio rodeado por varias capas de protección.

El modo de transmisión es óptico en vez de eléctrico eliminándose así el problema de interferencia eléctrica.

Puede transmitir señales a distancias mucho mas largas que con el par trenzado y el cable coaxial.

Puede alcanzar velocidades muy grandes (miles de MHz)

Redes Inalámbricas

En una estación fija conectada a la Internet, se conecta un transmisor/receptor de radio (gateway) el cual establece un enlace inalámbrico entre cada uno de los computadores y el sitio central.

Se logran velocidades desde 1200 bps hasta 2 Mbps a diversas frecuencias.

Equipo de conectividad: existen componentes que se pueden instalar para incrementar el tamaño de la red dentro del entorno actual. estos componenetes son:

segmentos existentes de lan, de forma que cada segmento se convierte en su propia lan.

unir dos lan separadas.

conectarse con otras lan y entornos de computación para unirlos en una wan considerablemente más grande.

los componentes que permiten a los ingenieros conseguir estos objetivos son:

hubs (concentradores).

repetidores.

bridges (puentes).

routers (encaminadores).

brouters (b-encaminadores).

gateways (pasarelas).

Hubs

es el componente hardware central de una topología en estrella. además, los hubs se pueden utilizar para extender el tamaño de una lan. aunque la utilización de un hub no implica convertir una lan en una wan, la conexión o incorporación de hubs a una lan puede incrementar, de forma positiva, el número de estaciones. este método de expansión de una lan es bastante popular, pero supone muchas limitaciones de diseño.

es importante tener cuidado cuando se conectan los hubs. los cables de paso se conectan de forma diferente que los cables estándares de enlace. compruebe con los fabricantes si se necesita un cable de enlace estándar o un cable de paso.

Repetidores

cuando las señales viajan a través de un cable, se degradan y se distorsionan en un proceso denominado «atenuación». si un cable es bastante largo, la atenuación provocará finalmente que una señal sea prácticamente irreconocible. la instalación de un repetidor permite a las señales viajar sobre distancias más largas.

un repetidor funciona en el nivel físico del modelo de referencia osi para regenerar las señales de la red y reenviarla a otros segmentos.

Bridges

al igual que un repetidor, un bridge puede unir segmentos o grupos de trabajo lan. sin embargo, un bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico o los problemas. por ejemplo, si el volumen del tráfico de uno o dos equipos o de un departamento está sobrecargando la red con los datos y ralentizan todas las operaciones, el bridge podría aislar a estos equipos o al departamento.

Mientras que los bridges parecen repetidores en el sentido que pueden regenerar los datos, este proceso se lleva a cabo a nivel de paquete. esto significa que los bridges pueden enviar paquetes sobre distancias más largas utilizando una variedad de medios de larga distancia.

Routers

en un entorno que está formado por diferentes segmentos de red con distintos protocolos y arquitecturas, el bridge podría resultar inadecuado para asegurar una comunicación rápida entre todos los segmentos. una red de esta complejidad necesita un dispositivo que no sólo conozca la direcciones de cada segmento, sino también, que sea capaz de determinar el camino más rápido para el envío de datos y filtrado del tráfico de difusión en el segmento local. este dispositivo se conoce como «router».

3.2.2 Software

Sistema operativo de red (NOS): Un sistema operativo de red, también llamado NOS (del inglés, Network Operating System), es un software que permite la interconexión de ordenadores para poder acceder a los servicios y recursos, hardware y software, creando redes de computadoras. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. Consiste en un software que posibilita la comunicación de un sistema informático con otros equipos en el ámbito de una red.

Sistemas operativos de red instalables/incorporados

Dependiendo del fabricante del sistema operativo de red, tenemos que el software de red para un equipo personal se puede añadir al propio sistema operativo del equipo o venir integrado con él.

NetWare de Novell fue un ejemplo, de amplia difusión, de sistema operativo de red donde el software que le permitía trabajar en red se debía instalar en el cliente sobre el sistema operativo del equipo. El equipo personal necesitaba ambos sistema operativos para gestionar conjuntamente las funciones de red y las individuales.

El software del sistema operativo de red se integra en un número importante de sistemas operativos, incluyendo: casi todas las distribuciones de Linux; los sistemas operativos de Microsoft y Apple para portátiles, servidores y equipos de sobremesa;, sistemas operativos de dispositivos móviles, como Android, IOS, Windows Phone, etc.

Características

Las características genéricas de un sistema operativo de red son:

Conecta todos los equipos y recursos de la red.

Gestión de usuarios centralizada.

Proporciona seguridad, controlando el acceso a los datos y recursos. Debe validar los accesos (claves, certificados, sistemas biométricos, etc.) y ver aplicar las políticas de seguridad.

Coordina las funciones de red, incluso con las propias del equipo.

Comparte recursos (lleva a cabo la coordinación y los privilegios a la hora de compartir). Por tanto, mejora notablemente la utilización de los recursos.

Permite monitorizar y gestionar la red y sus componentes.

Protocolos (TCP/IP): La familia de protocolos de Internet es un conjunto de protocolos de red en los que se basa Internet y que permiten la transmisión de datos entre computadoras. En ocasiones se le denomina conjunto de protocolos TCP/IP, en referencia a los dos protocolos más importantes que la componen: Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y Protocolo de Internet (IP), que fueron dos de los primeros en definirse, y que son los más utilizados de la familia. Existen tantos protocolos en este conjunto que llegan a ser más de 100 diferentes, entre ellos se encuentra el popular HTTP (HyperText Transfer Protocol), que es el que se utiliza para acceder a las páginas web, además de otros como el ARP (Address Resolution Protocol) para la resolución de direcciones, el FTP (File Transfer Protocol) para transferencia de archivos, y el SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) y el POP (Post Office Protocol) para correo electrónico, TELNET para acceder a equipos remotos, entre otros.El TCP/IP es la base de Internet, y sirve para enlazar computadoras que utilizan diferentes sistemas operativos, incluyendo PC, minicomputadoras y computadoras centrales sobre redes de área local (LAN) y área extensa (WAN).TCP/IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en ARPANET, una red de área extensa de dicho departamento

La familia de protocolos de Internet puede describirse por analogía con el modelo OSI (Open System Interconnection), que describe los niveles o capas de la pila de protocolos, aunque en la práctica no corresponde exactamente con el modelo en Internet. En una pila de protocolos, cada nivel resuelve una serie de tareas relacionadas con la transmisión de datos, y proporciona un servicio bien definido a los niveles más altos. Los niveles superiores son los más cercanos al usuario y tratan con datos más abstractos, dejando a los niveles más bajos la labor de traducir los datos de forma que sean físicamente manipulables.

Clasificación de redes de computadoras

-Por su alcance (MAN, WAN, PAN, LAN, CAN, INTERNET)

·        Red de área personal, o PAN (Personal Area Network) en inglés, es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora cerca de una persona.

·        Red de área local, o LAN (Local Area Network), es una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de localización. No utilizan medios o redes de interconexión públicos.

·        Red de área de campus, o CAN (Campus Area Network), es una red de computadoras de alta velocidad que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, una base militar, hospital, etc. Tampoco utiliza medios públicos para la interconexión.

·        Red de área metropolitana (metropolitan area network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica más extensa que un campus, pero aun así limitado. Por ejemplo, un red que interconecte los edificios públicos de un municipio dentro de la localidad por medio de fibra óptica.

·        Redes de área amplia, o WAN (Wide Area Network), son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa utilizando medios como: satélites, cables interoceánicos, Internet, fibras ópticas públicas, etc.

-Por su relación funcional (igual-igual /p2p) Tipos de redes por relación funcional:

* Cliente-servidor: Esta arquitectura consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta. Aunque esta idea se puede aplicar a programas que se ejecutan sobre una sola computadora es más ventajosa en un sistema operativo multiusuario distribuido a través de una red de computadoras.

En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre los clientes y los servidores, aunque son más importantes las ventajas de tipo organizativo debidas a la centralización de la gestión de la información y la separación de responsabilidades, lo que facilita y clarifica el diseño del sistema.

La separación entre cliente y servidor es una separación de tipo lógico, donde el servidor no se ejecuta necesariamente sobre una sola máquina ni es necesariamente un sólo programa. Los tipos específicos de servidores incluyen los servidores web, los servidores de archivo, los servidores del correo, etc. Mientras que sus propósitos varían de unos servicios a otros, la arquitectura básica seguirá siendo la misma.

Una disposición muy común son los sistemas multicapa en los que el servidor se descompone en diferentes programas que pueden ser ejecutados por diferentes computadoras aumentando así el grado de distribución del sistema

* Peer-to-peer: Una red peer-to-peer (P2P) o red de pares, es una red de computadoras en la que todos o algunos aspectos de ésta funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí. Es decir, actúan simultáneamente como clientes y servidores respecto a los demás nodos de la red.

Forma coloquial de referirse a las denominadas redes entre iguales, redes entre pares o redes punto a punto. En estas redes no existen ni ordenadores cliente ni ordenadores que hagan de servidor. Las redes P2P permiten el intercambio directo de información, en cualquier formato, entre los ordenadores interconectados. El hecho de que sirvan para compartir e intercambiar información de forma directa entre dos o más usuarios ha propiciado que hayan sido, y estén siendo, utilizadas para intercambiar archivos cuyo contenido está sujeto a las leyes de copyright, lo que ha generado una gran polémica entre defensores y detractores de estos sistemas.

Las redes peer-to-peer aprovechan, administran y optimizan el uso del ancho de banda de los demás usuarios de la red por medio de la conectividad entre los mismos, obteniendo más rendimiento en las conexiones y transferencias que con algunos métodos centralizados convencionales, donde una cantidad relativamente pequeña de servidores provee el total del ancho de banda y recursos compartidos para un servicio o aplicación.

Dichas redes son útiles para diversos propósitos. A menudo se usan para compartir ficheros de cualquier tipo (por ejemplo, audio, vídeo o software). Este tipo de red es también comúnmente usado en telefonía VoIP para hacer más eficiente la transmisión de datos en tiempo real.

La eficacia de los nodos en el enlace y transmisión de datos puede variar según su configuración local (cortafuegos, NAT, ruteadores, etc.), velocidad de proceso, disponibilidad de ancho de banda de su conexión a la red y capacidad de almacenamiento en disco.

-De acuerdo a la topología (Estrella, anillo, árbol): Por topología física

Topologías físicas de red.

• La red en bus se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos.
• En una red en anillo cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera.
• En una red en estrella las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste.
• En una red en malla cada nodo está conectado a todos los otros.
• En una red en árbol los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central.
• En una red mixta se da cualquier combinación de las anteriores