sábado, 9 de abril de 2011

Dispositivos de Almacenamiento, Procesamiento y Comunicacion

ALMACENAMIENTO

INTRODUCCIÓN
En los dispositivos de almacenamiento del computador, se almacenan en forma temporal o permanentemente los programas y datos que son manejados por las aplicaciones que se ejecutan en estos sistemas.
Debido a la cantidad de información que es manejada actualmente por los usuarios, los dispositivos de almacenamiento se han vuelto casi tan importantes como el computador. Aunque actualmente existen dispositivos para almacenar que superan los 650 MB de memoria; no es suficiente por la falta de capacidad para transportar los documentos y hacer reserva de la información más importante.
Es por tal razón que hoy en día existen diferentes dispositivos de almacenamiento, que tienen su propia tecnología. En la presente investigación se estudiaran todos y cada uno de los dispositivos de almacenamiento de un computador, las distintas marcas, clasificación, entre otros puntos que se irán desarrollando a medida que se avanza en la investigación.
Dispositivos de Almacenamiento de un Computador.
Los sistemas informáticos pueden almacenar los datos tanto interna (en la memoria) como externamente (en los dispositivos de almacenamiento). Internamente, las instrucciones o datos pueden almacenarse por un tiempo en los chips de silicio de la RAM (memoria de acceso aleatorio) montados directamente en la placa de circuitos principal de la computadora, o bien en chips montados en tarjetas periféricas conectadas a la placa de circuitos principal del ordenador. Estos chips de RAM constan de conmutadores sensibles a los cambios de la corriente eléctrica, esto quiere decir que los datos son almacenados por tiempo limitado (hasta que dejamos de suministrar energía eléctrica) por esta razón aparecen los dispositivos de almacenamiento secundarios o auxiliares, los cuales son capaces de conservar la información de manera permanente, mientras su estado físico sea óptimo. Los dispositivos de almacenamiento externo pueden residir dentro del CPU y están fuera de la placa de circuito principal. [1]
Clasificación de los Dispositivos de Almacenamiento.
Los Dispositivos de Almacenamiento se pueden clasificar de acuerdo al modo de acceso a los datos que contienen:
  • Acceso secuencial: En el acceso secuencial, el elemento de lectura del dispositivo debe pasar por el espacio ocupado por la totalidad de los datos almacenados previamente al espacio ocupado físicamente por los datos almacenados que componen el conjunto de información a la que se desea acceder.
  • Acceso aleatorio: En el modo de acceso aleatorio, el elemento de lectura accede directamente a la dirección donde se encuentra almacenada físicamente la información que se desea localizar sin tener que pasar previamente por la almacenada entre el principio de la superficie de grabación y el punto donde se almacena la información buscada.
Tipos de Dispositivos de Almacenamiento
Memorias:
  • Memoria ROM: Esta memoria es sólo de lectura, y sirve para almacenar el programa básico de iniciación, instalado desde fábrica. Este programa entra en función en cuanto es encendida la computadora y su primer función es la de reconocer los dispositivos, (incluyendo memoria de trabajo), dispositivos.
  • Memoria RAM: Esta es la denominada memoria de acceso aleatorio o sea, como puede leerse también puede escribirse en ella, tiene la característica de ser volátil, esto es, que sólo opera mientras esté encendida la computadora. En ella son almacenadas tanto las instrucciones que necesita ejecutar el microprocesador como los datos que introducimos y deseamos procesar, así como los resultados obtenidos de esto.
  • Memorias Auxiliares: Por las características propias del uso de la memoria ROM y el manejo de la RAM, existen varios medios de almacenamiento de información, entre los más comunes se encuentran: El disco duro, El Disquete o Disco Flexible, etc...
Medidas de Almacenamiento de la Información
Byte: unidad de información que consta de 8 bits; en procesamiento informático y almacenamiento, el equivalente a un único carácter, como puede ser una letra, unnumero o un signo de puntuación. 
Kilobyte (Kb): Equivale a 1.024 bytes.
Megabyte (Mb): Un millón de bytes o 1.048.576 bytes.
Gigabyte (Gb): Equivale a mil millones de bytes.
Dispositivos Magnéticos
  • Cinta Magnética: Esta formada por una cinta de material plástico recubierta de material ferromagnético, sobre dicha cinta se registran los caracteres en formas de combinaciones de puntos, sobre pistas paralelas al eje longitudinal de la cinta. Estas cintas son soporte de tipo secuencial, esto supone un inconveniente puesto que para acceder a una información determinada se hace necesario leer todas las que le preceden, con la consiguiente perdida de tiempo. [2]
  • Tambores Magnéticos: Están formados por cilindros con material magnético capaz de retener información, Esta se graba y lee mediante un cabezal cuyo brazo se mueve en la dirección del eje de giro del tambor. El acceso a la información es directo y no secuencial. (Ver anexo 1)
  • Disco Duro: Son en la actualidad el principal subsistema de almacenamiento de información en los sistemas informáticos. Es un dispositivo encargado de almacenar información de forma persistente en un ordenador, es considerado el sistema de almacenamiento más importante del computador y en él se guardan los archivos de los programas. (Ver anexo 2)
  • Disquette o Disco flexible: Un disco flexible o también disquette (en inglés floppy disk), es un tipo de dispositivo de almacenamiento de datos formado por una pieza circular de un material magnético que permite la grabación y lectura de datos, fino y flexible (de ahí su denominación) encerrado en una carcasa fina cuadrada o rectangular de plástico. Los discos, usados usualmente son los de 3 ½ o 5 ¼ pulgadas, utilizados en ordenadores o computadoras personales, aunque actualmente los discos de 5 ¼ pulgadas están en desuso. (Ver anexos 3 y 4)
Dispositivos Ópticos
  • El CD-R: es un disco compacto de 650 MB de capacidad que puede ser leído cuantas veces se desee, pero cuyo contenido no puede ser modificado una vez que ya ha sido grabado. Dado que no pueden ser borrados ni regrabados, son adecuados para almacenar archivos u otros conjuntos de información invariable. [3](Ver anexo 5)
  • CD-RW: posee la capacidad del CD-R con la diferencia que estos discos son regrabables lo que les da una gran ventaja. Las unidades CD-RW pueden grabar información sobre discos CD-R y CD-RW y además pueden leer discos CD-ROM y CDS de audio. Las interfaces soportadas son EIDE, SCSI y USB.[3]
  • DVD-ROM: es un disco compacto con capacidad de almacen ar 4.7 GB de datos en una cara del disco, un aumento de más de 7 veces con respecto a los CD-R y CD-RW. Y esto es en una sola cara. Los futuros medios de DVD-ROM serán capaces de almacenar datos en ambas caras del disco, y usar medios de doble capa para permitir a las unidades leer hasta cuatro niveles de datos almacenados en las dos caras del disco dando como resultado una capacidad de almacenamiento de 17 GB. Las unidades DVD-ROM son capaces de leer los formatos de discos CD-R y CD-RW.  Entre las aplicaciones que aprovechan la gran capacidad de almacenamiento de los DVD-ROM tenemos las películas de larga duración y los juegos basados en DVD que ofrecen videos MPEG-2 de alta resolución, sonido inmersivo Dolby AC-3, y poderosas graficas 3D.[3] (Ver anexo 6)
  • DVD-RAM: este medio tiene una capacidad de 2.6 GB en una ca ra del disco y 5.2 GB en un disco de doble cara, Los DVD-RAM son capaces de leer cualquier disco CD-R o CD-RW pero no es capaz de escribir sobre estos.    Los DVD-RAM son regrabables pero los discos no pueden ser leídos por unidades DVD-ROM.[3]
  • Pc - Cards:   La norma de PCMCIA es la que define a las PC Cards. Las PC Cards pueden ser almacenamiento o tarjetas de I/O. Estas son compactas, muy fiable, y ligeras haciéndolos ideal para notebooks, palmtop, handheld y los PDAs,. Debido a su pequeño tamaño, son usadas para el almacenamiento de datos,   aplicaciones,  tarjetas de memoria, cámaras electrónicas y  teléfonos celulares. Las PC Cards tienen el tamaño de una tarjeta del crédito, pero su espesor varía. La norma de PCMCIA define tres PC Cards diferentes: Tipo I  3.3 milímetros (mm) de espesor, Tipo II son 5.0 mm espesor, y Tipo III son 10.5 mm espesor. Entre los producto más nuevos que usan PC Cards tenemos el Clik! PC Card Drive de Iomega esta unidad PC Card Tipo II la cual puede leer y escribir sobre discos Clik! de 40 MB de capacidad, esta unidad esta diseñada para trabajar con computadores portátiles con mínimo consumo de baterías, el tamaño de los discos es de 2x2 pulgadas.[3] (Ver anexo 7)
  • Flash Cards: son tarjetas de memoria   no volátil es decir conservan los datos aun cuando no estén alimentadas por una fuente eléctrica, y los datos pueden ser leídos, modificados o borrados en estas tarjetas. Con el rápido crecimiento de los dispositivos digitales como: asistentes personales digitales, cámaras digitales, teléfonos celulares y dispositivos digitales de música, las flash cards han sido adoptadas como medio de almacenamiento de estos dispositivos haciendo que estas bajen su precio y aumenten su capacidad de almacenamiento muy rápidamente.  Recientemente Toshiba libero al mercado sus nuevas flash cards la SmartMedia de 64 MB y el super-thin 512M-bit chip. La SmartMedia es capaz de almacenar 72 imágenes digitales con una resolución de 1800x1200 pixels y más de 1 hora de música con calidad de CD. Entre los productos del mercado que usan esta tecnología tenemos los reproductores de audio digital Rio de Diamond, Nomad de Creative Labs, los PDAs de Compaq, el Microdrive de IBM con 340 MB de almacenamiento entre otros. [3].
Dispositivos Extraíbles
  • Pen Drive o Memory Flash: Es un pequeño dispositivo de almacenamiento que utiliza la memoria flash para guardar la información sin necesidad de pilas. Los Pen Drive son resistentes a los rasguños y al polvo que han afectado a las formas previas de almacenamiento portable, como los CD y los disquetes. Los sistemas operativos más modernos pueden leer y escribir en ello sin necesidad de controladores especiales. En los equipos antiguos (como por ejemplo los equipados con Windows 98) se necesita instalar un controlador de dispositivo. [4]
  • Unidades de Zip: La unidad Iomega ZIP es una unidad de dis co extraíble. Está disponible en tres versiones principales, la hay con interfaz SCSI, IDE, y otra que se conecta a un puerto paralelo. Este documento describe cómo usar el ZIP con Linux. Se debería leer en conjunción con el HOWTO SCSI a menos que posea la versión IDE.
Marcas de los Dispositivos de Almacenamiento de un Computador
Hoy en día en el mercado, se encuentran infinidades de marcas de dispositivos de almacenamiento; debido a la gran demanda que surge y por la búsqueda de la mejor calidad y garantía del producto. Entre las marcas de mayor uso se tienen:
  • SAMSUNG
  • SEAGATE
  • WESTERN DIGITAL
  • MARKVISION
  • TOSHIBA
  • SONY
  • IBM
  • DYSAN
  • LG
  • HP
  • MAXTOR
  • KINGSTON
  • IMATION
  • TDK
Evolución Histórica de los Dispositivos de Almacenamiento en General.
Uno de los primero dispositivos de almacenamiento de información fue la tarjeta perforada de Babagge, la cual tenía un inconveniente, no podía ser reutilizada. Luego aparece la cinta magnética, esta si era reutilizable pero no era de acceso aleatorio (para leer un bit se debían leer todos los anteriores), por ultimo aparecen los discos magnéticos los cuales eran reutilizables y también de acceso aleatorio. [2]
En la década de 1950 aparecen los dispositivos magnéticos, considerados los dispositivos de almacenamiento de información mas generalizados en cualquier sistema, ya que estos tenían una elevada capacidad de almacenamiento y una rapidez de acceso directo a la información. [2]
A finales de la década de los 80’ aparecen los dispositivos ópticos los cuales fueron utilizados en primera instancia para la televisión. En 1988 gracias a su fácil transportabilidad y su alta capacidad de almacenaje, este dispositivo se populariza, se empieza a comercializar y a utilizar en las computadoras. La primera generación de discos ópticos fue inventada en Phillips, y Sony colaboro en su desarrollo. [2]
Evolución Histórica de algunos dispositivos Específicos.
Discos Flexibles o Floppy Disk
El disco flexible nació en IBM, y a inicios de la década de los 70’ se introdujo en las unidades de esta marca. En 1972, salio al mercado el sistema 3740 dotado de una memoria de mesa basado en un disco flexible. [2]
Estos discos flexibles o también llamados disquette fueron los más usados en los años 1980 y 1990, desde entonces han pasado por una serie de evoluciones en cuanto a tamaño y a capacidad de almacenamiento, comenzando de 8 pulgadas, luego con 5 1/4 y para finalizar los de 3 1/2, esto en cuanto a sus dimensiones, En cuanto a capacidad de almacenamiento o memorización pasaron de tener alrededor de 100 Kbytes a poseer mas de 1 Mbytes en las unidas de 3 1/2. [4]
No obstante a comienzos de los años 1990, al aumentar el tamaño del los programas informáticos, se requería mayor número de disquette para guardar una determinada información debido a que dichos disquettes no se daban a basto. Por esta razón a finales de los 90, la distribución de programas cambió gradualmente al CD-ROM, y se introdujeron formatos de copias de seguridad de alta densidad como el disco Zip. Con la llegada de Internet a las masas y de un ethernet barato, el disquete ya no era necesario para guardar la información, y fue por consecuencia suplantado.
Ahora se realizan copias de seguridad masivas en unidades de cinta de gran capacidad (como cintas de audio digital, ing: DAT) o en CD-ROM utilizando una grabadora de discos compactos. También se ha impuesto el uso de los llamados llaveros USB para poder transportar cómodamente en un reducido espacio una gran cantidad de información. [4]
De todas formas, los fabricantes eran reacios a retirar la unidad de disco flexible de los ordenadores, argumentando que servían para mantener la compatibilidad con programas anteriores. La empresa Apple fue la primera en eliminar el disco flexible por completo con la puesta en circulación de su modelo iMac en 1998 el cual no tenía unidad de disco flexible. En marzo de 2003, Dell tomó una decisión similar al hacer la unidad de disco flexible opcional en sus ordenadores, una decisión considerada mayoritariamente como el final del disco flexible como medio de almacenamiento e intercambio de datos mayoritario. [4]
Aunque los disquetes han sido desplazados por los Pen Driwers, los CD, etc.; todavía se siguen utilizando los disquetes con formato de 3 ½ pulgadas; ya que estos cuales están mucho mejor protegidos por un plástico rígido y un escudo, plástico o metálico, que protege una ranura existente en la superficie del material protector del disco (la ventana de lectura) que los discos de 5 ¼ pulgadas, envueltos en un plástico de mucho menos grosor y sin protección en la ventana de lectura. Su facilidad para el manejo habitual y las menores restricciones para su almacenamiento, mientras no sea utilizado el soporte físico, le dan importantes ventajas sobre los discos de 5 1/4 pulgadas.
Disco Duro
En el año 1952 IBM crea en San José (California) el primer laboratorio dedicado exclusivamente a la investigación y desarrollo de dispositivos de almacenamiento, dicho proyecto estaba dirigido por el Ingeniero Reynold Johnson, ingeniero de la conocida marca la cual ya destacaba por la invención de dispositivos mecánicos y electromagnéticos (inventor de los primeros correctores automáticos de exámenes). La idea de un dispositivo magnético de almacenamiento (que luego recibiría el nombre de Disco duro) consistente en una superficie giratoria y una cabeza que pudiera leer y escribir impulsos magnéticos sobre ella comenzaba aquí. [2]
No fue sino hasta aproximadamente dos años después en que Johnson completaba este proyecto, que originalmente (y como casi todo en la informática hace unos años) sólo beneficiaria a los militares estadounidenses. El RAMAC ("Random Access Method of Accounting and Control") fue el primer disco duro de la historia de la informática. Contaba con 50 platos de 24 pulgadas de diámetro que giraban a una velocidad de 1200 rpm, un tiempo de acceso medio de 1 segundo y la entonces increíble capacidad de 5 megabytes. Gracias a las mejoras que le realizara Johnson a este dispositivo en los siguientes años aparece RAMAC-350 por el cual se hizo merecedor de varios premios. [2]
A partir de entonces estos dispositivos no han dejado de evolucionar. Dicha evolución ha sido que han doblado su capacidad de almacenaje aproximadamente cada 18 meses bajando sus costos, aumentando su capacidad de almacenaje y aumentando su velocidad. Actualmente los discos están trabajando con una interfaz de mayor velocidad denominada UltraDMA/66 o UltraATA/66 la cual posee el doble de la velocidad aproximadamente 66.7 Mbytes por segundo que la antigua UltraDMA/33 que fue el modelo estándar usado durante varios años. [3]
Estructura del Disco Duro.
Un disco duro se compone de muchos elementos; citaremos los más importantes de cara a entender su funcionamiento. En primer lugar, la información se almacena en unos finos platos o discos, generalmente de  aluminio, recubiertos por un material sensible a alteraciones magnéticas. Estos discos, cuyo número varía según la capacidad de la unidad, se encuentran agrupados uno sobre otro atravesados por un eje, y giran continuamente a gran velocidad. [5]
Asimismo, cada disco posee dos diminutos cabezales de lectura/escritura, uno en cada cara. Estos cabezales se encuentran flotando sobre la superficie del disco sin llegar a tocarlo, a una distancia de unas 3 o 4 micropulgadas (a título de curiosidad, podemos comentar que el diámetro de un cabello humano es de unas 4.000 micropulgadas).
Estos cabezales generan señales eléctricas que alteran los campos magnéticos del disco, dando forma a la información. (dependiendo de la dirección hacia donde estén orientadas las partículas, valdrán 0 o valdrán 1). [5]
La distancia entre el cabezal y el plato del disco también determinan la densidad de almacenamiento del mismo, ya que cuanto más cerca estén el uno del otro, más pequeño es el punto magnético y más información podrá albergar. [5]
Tecnologías Futuras.
Pese a que parezca un poco arriesgado a quedarse corto como ha ocurrido en artículos de prensa y proyecciones publicados a lo largo de estos años, pareciera que ahora sí se puede tener una proyección bastante clara de lo que será el futuro de los dispositivos de almacenamiento en los próximos 3 años, y es que, pese a que se plantea una rama de almacenamiento holográfico, el concepto que hay detrás del mismo no es nuevo.
De la misma manera que un holograma codifica objetos en tres dimensiones mediante patrones de interferencia de luz, el HVD (Holographic Versatile Disk) usa el mismo principio para almacenar datos con densidades notablemente superiores a las de los actuales soportes ópticos. Sin embargo resulta difícil de creer que puedan desarrollarla antes del año 2006.
Volviendo al punto de desarrollo de tecnologías futuras, se estipula que la ya implementada tecnología por SONY conocida como láser azul, sea el camino que tome la computación y el almacenamiento de datos en los próximos años. Para producir este pequeño punto es necesario comprimir el haz de láser en un cono convergente de luz. La capacidad total de lectura se puede aumentar utilizando un rayo láser para detectar las marcas del disco, lo que implicaría, un tamaño mínimo para estas marcas, en contraste con la longitud del espectro de luz empleado.
Toda esta teoría en la que está basado el láser azul no quiere decir otra cosa que, se ha pasado de un extremo a otro de la gama de colores, cambiando el láser rojo de 640 NM por otro azul-violeta de sólo 405 NM, logrando de esta manera una lectura de mayor precisión y destinada a mayores capacidades. [7]
CONCLUSIÓN
De acuerdo a lo antes estudiado se puede concluir que:
  • Los sistemas informáticos pueden almacenar los datos tanto interna (memoria) como externamente (dispositivos de almacenamiento).
  • Los Dispositivos de Almacenamiento de un computador Son dispositivos periféricos del sistema, que actúan como medio de soporte para grabar los programas de usuario, y de los datos y ficheros que va a manejar la CPU durante el proceso en curso, de forma permanente o temporal mediante sus propias tecnologías, ya sea electrónica u ópticamente.
  • Estos dispositivos son clasificados de acuerdo al modo de acceso a los datos que contienen y entren estos se tienen: Acceso Aleatorio y Acceso Secuencial.
  • Existen diversos tipos de dispositivos de almacenamiento, entre estos se tienen: Memorias (RAM, ROM y Auxiliares), Dispositivos Magnéticos, Dispositivos Ópticos y los Dispositivos Extraíbles.
ANEXOS
Figura 1. Tambor Magnético
Figura 2. Disco Duro.
Figura 3. Disco Flexible 5 1/4
Figura 4. Disco Flexible 31/2.
Figura 5. Pen Drive o Memory Flash
Figura 6. DVD-ROM
Figura 7. Pc – Cards

PROCESAMIENTO

   Los principales dispositivos de procesamiento son:
  • La Unidad Central de Procesamiento
  • La memoria

La Unidad Central de Procesamiento:

Conocida por sus siglas en inglés CPU (Central Processing Unit). El CPU se ocupa del control y el proceso de datos en las computadoras. Generalmente, el CPU es un microprocesador fabricado en un chip, un único trozo de silicio que contiene millones de componentes electrónicos.
El microprocesador del CPU está formado por una unidad aritmético-lógica que realiza cálculos y comparaciones, y toma decisiones lógicas (determina si una afirmación es cierta o falsa mediante las reglas del álgebra de Boole); por una serie de registros donde se almacena información temporalmente, y por una unidad de control que interpreta y ejecuta las instrucciones.
El bus conecta la CPU a los dispositivos de almacenamiento (por ejemplo, un disco duro), los dispositivos de entrada (por ejemplo, un teclado o un mouse) y los dispositivos de salida (por ejemplo, un monitor o una impresora).
Cuando se ejecuta un programa, el registro del CPU, llamado contador de programa, lleva la cuenta de la siguiente instrucción, para garantizar que las instrucciones se ejecuten en la secuencia adecuada. La unidad de control del CPU coordina y temporiza las funciones del CPU, tras lo cual recupera la siguiente instrucción desde la memoria. En una secuencia típica, el CPU localiza la instrucción en el dispositivo de almacenamiento correspondiente. La instrucción viaja por el bus desde la memoria hasta la CPU, donde se almacena en el registro de instrucción.
Entre tanto, el contador de programa se incrementa en uno para prepararse para la siguiente instrucción. A continuación, la instrucción actual es analizada por un descodificador, que determina lo que hará la instrucción. Cualquier dato requerido por la instrucción es recuperado desde el dispositivo de almacenamiento correspondiente y se almacena en el registro de datos del CPU. A continuación, el CPU ejecuta la instrucción, y los resultados se almacenan en otro registro o se copian en una dirección de memoria determinada.

La Memoria

También conocida como almacenamiento primario o random access memory (RAM), mantiene datos e instrucciones de programas para procesar los datos. También mantiene la información procesada antes de enviarla a los dispositivos de salida.
Algunas veces la memoria se refiere como almacenamiento temporal, porque se perderá si la energía eléctrica de la computadora se interrumpe. Los datos y las instrucciones se mantienen en la memoria solamente mientras la computadora esté encendida.

COMUNICACIÓN

Introducción

Redes de comunicación, no son más que la posibilidad de compartir con carácter universal la información entre grupos de computadoras y sus usuarios; un componente vital de la era de la información.
La generalización del ordenador o computadora personal (PC) y de la red de area local (LAN) durante la década de los ochenta ha dado lugar a la posibilidad de acceder a información en bases de datos remotas, cargar aplicaciones desde puntos de ultramar, enviar mensajes a otros países y compartir archivos, todo ello desde un ordenador personal.
Las redes que permiten todo esto son equipos avanzados y complejos. Su eficacia se basa en la confluencia de muy diversos componentes. El diseño e implantación de una red mundial de ordenadores  uno de los grandes ‘milagros tecnológicos’ de las últimas décadas.

Concepto de redes
  • Es un conjunto de dispositivos físicos "hardware" y de programas "software", mediante el cual podemos comunicar computadoras para compartir recursos (discos, impresoras, programas, etc.) así como trabajo (tiempo de cálculo, procesamiento de datos, etc.).
A cada una de las computadoras conectadas a la red se le denomina un nodo. Se considera que una red es local si solo alcanza unos pocos kilómetros.

Tipos De Redes

Las redes de información se pueden clasificar según su extensión y su topología. Una red puede empezar siendo pequeña para crecer junto con la organización o institución. A continuación se presenta los distintos tipos de redes disponibles:
Extensión
De acuerdo con la distribución geográfica:
  • Segmento de red (subred)
Un segmento de red suele ser definido por el "hardware" o una dirección de red específica. Por ejemplo, en el entorno "Novell NetWare", en un segmento de red se incluyen todas las estaciones de trabajo conectadas a una tarjeta de interfaz de red de un servidor y cada segmento tiene su propia direccion de red.
  • Red de área locales (LAN)
Una LAN es un segmento de red que tiene conectadas estaciones de trabajo y servidores o un conjunto de segmentos de red interconectados, generalmente dentro de la misma zona. Por ejemplo un edificio.
  • Red de campus
Una red de campus se extiende a otros edificios dentro de un campus o área industrial. Los diversos segmentos o LAN de cada edificio suelen conectarse mediante cables de la red de soporte.
  • Red de área metropolitanas (MAN)
Una red MAN es una red que se expande por pueblos o ciudades y se interconecta mediante diversas instalaciones públicas o privadas, como el sistema elefónico o los suplidores de sistemas de comunicación por microondas o medios ópticos.
  • Red de área extensa (WAN y redes globales)
Las WAN y redes globales se extienden sobrepasando las fronteras de las ciudades, pueblos o naciones. Los enlaces se realizan con instalaciones de telecomunicaciones públicas y privadas, además por microondas y satélites.

Topología

La topología o forma lógica de una red se define como la forma de tender el cable a estaciones de trabajo individuales; por muros, suelos y techos del edificio. Existe un número de factores a considerar para determinar cual topología es la más apropiada para una situación dada. Existen tres topologías comunes:
  • Anillo
    Las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo por medio de un cable común (Figura 1). El último nodo de la cadena se conecta al primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo. Si la información no está dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.
Figura 1
  • Estrella
La red se une en un único punto, normalmente con un panel de control centralizado, como un concentrador de cableado (Figura 2). Los bloques de información son dirigidos a través del panel de control central hacia sus destinos. Este esquema tiene una ventaja al tener un panel de control que monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión interrumpida no afecta al resto de la red.
Figura 2
  • "Bus"
Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable (Figura 3). A diferencia del anillo, el bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información.
Figura 3
  • Híbridas
El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de redes híbridas (Figura 4).
* Anillo en estrella
Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.
* "Bus" en estrella
El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por medio de concentradores.
* Estrella jerárquica
Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores dispuestos en cascada par formar una red jerárquica.
Figura 4

Protocolos de redes

Un protocolo de red es como un lenguaje para la comunicación de información. Son las reglas y procedimientos que se utilizan en una red para comunicarse entre los nodos que tienen acceso al sistema de cable. Los protocolos gobiernan dos niveles de comunicaciones:
  • Los protocolos de alto nivel: Estos definen la forma en que se comunican las aplicaciones.
  • Los protocolos de bajo nivel: Estos definen la forma en que se transmiten las señales por cable.
Como es frecuente en el caso de las computadoras el constante cambio, también los protocolos están en continuo cambio. Actualmente, los protocolos más comúnmente utilizados en las redes son Ethernet, Token Ring y ARCNET. Cada uno de estos esta diseñado para cierta clase de topología de red y tienen ciertas características estándar.
Ethernet
Actualmente es el protocolo más sencillo y es de bajo costo. Utiliza la topología de "Bus" lineal.
Token Ring
El protocolo de red IBM es el Token ring, el cual se basa en la topología de anillo.
Arnet
Se basa en la topología de estrella o estrella distribuida, pero tiene una topología y protocolo propio.

Dispositivos de redes

NIC/MAU (Tarjeta de red)
"Network Interface Card" (Tarjeta de interfaz de red) o "Medium Access Unit" (Medio de unidad de acceso). Cada computadora necesita el "hardware" para transmitir y recibir información. Es el dispositivo que conecta la computadora u otro equipo de red con el medio físico.
La NIC es un tipo de tarjeta de expansion de la computadora y proporciona un puerto en la parte trasera de la PC al cual se conecta el cable de la red. Hoy en día cada vez son más los equipos que disponen de interfaz de red, principalmente Ethernet, incorporadas. A veces, es necesario, además de la tarjeta de red, un transceptor. Este es un dispositivo que se conecta al medio físico y a la tarjeta, bien porque no sea posible la conexión directa (10 base 5) o porque el medio sea distinto del que utiliza la tarjeta.
Hubs (Concentradores)
Son equipos que permiten estructurar el cableado de las redes. La variedad de tipos y características de estos equipos es muy grande. En un principio eran solo concentradores de cableado, pero cada vez disponen de mayor número de capacidad de la red, gestión remota, etc. La tendencia es a incorporar más funciones en el concentrador. Existen concentradores para todo tipo de medios físicos.
Repetidores
Son equipos que actúan a nivel físico. Prolongan la longitud de la red uniendo dos segmentos y amplificando la señal, pero junto con ella amplifican también el ruido. La red sigue siendo una sola, con lo cual, siguen siendo válidas las limitaciones en cuanto al número de estaciones que pueden compartir el medio.
"Bridges" (Puentes)
Son equipos que unen dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel, en el nivel de control de acceso al medio. Solo el tráfico de una red que va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo. Esto permite a los administradores dividir las redes en segmentos lógicos, descargando de tráfico las interconexiones. Los bridges producen las señales, con lo cual no se transmite ruido a través de ellos.
"Routers" (Encaminadores)
Son equipos de interconexión de redes que actúan a nivel de los protocolos de red. Permite utilizar varios sistemas de interconexión mejorando el rendimiento de la transmisión entre redes. Su funcionamiento es más lento que los bridges pero su capacidad es mayor. Permiten, incluso, enlazar dos redes basadas en un protocolo, por medio de otra que utilice un protocolo diferente.
"Gateways"
Son equipos para interconectar redes con protocolos y arquitecturas completamente diferentes a todos los niveles de comunicación. La traducción de las unidades de información reduce mucho la velocidad de transmisión a través de estos equipos.
Servidores
Son equipos que permiten la conexión a la red de equipos periféricos tanto para la entrada como para la salida de datos. Estos dispositivos se ofrecen en la red como recursos compartidos. Así un terminal conectado a uno de estos dispositivos puede establecer sesiones contra varios ordenadores multiusuario disponibles en la red. Igualmente, cualquier sistema de la red puede imprimir en las impresoras conectadas a un servidor.
Módems

Son equipos que permiten a las computadoras comunicarse entre sí a través de líneas telefónicas; modulación y demodulación de señales electrónicas que pueden ser procesadas por computadoras. Los módems pueden ser externos (un dispositivo de comunicación) o interno (dispositivo de comunicación interno o tarjeta de circuitos que se inserta en una de las ranuras de expansión de la computadora).

No hay comentarios:

Publicar un comentario