domingo, 24 de febrero de 2013
Protocolos de Comunicaciones
Protocolos de comunicaciones
Un protocolo es
un conjunto de reglas de comunicaciones entre dispositivos (e.g.
computadoras, teléfonos, enrutadores, switchs, etc). Los protocolos
gobiernan el formato, sincronización, secuencia y control de errores. Sin estas reglas, los dispositivos no podrían detectar la llegada de bits.
Pero los protocolos van más allá que sólo una comunicación básica. Suponga que deseas enviar un archivo de una computadora a otra. Tu podrías enviar todo el archivo de una sola vez. Desafortunadamente, quien podría detener a los otros usuarios que están usando la LAN durante el tiempo que toma enviar dicho archivo. Adicionalmente, si un error ocurre durante la transmisión, todo el archivo tendría que enviarse de nuevo. Para resolver estos problemas, el archivo es partido en piezas pequeñas llamados "paquetes" agrupados de cierta manera. Esto significa que cierta información debe ser agregada al paquete para decirle al receptor donde pertenece cada grupo en relación con los otros, pero éste es un asunto menor. Para mejorar la confiabilidad de la información, información de sincronización y corrección deberá ser agregada al famoso paquete. A la información útil (es decir el mensaje), junto con la información adicional se le conoce como protocolo.
Debido a su complejidad, la comunicación entre dispositivos es separada en pasos. Cada paso tiene sus propias reglas de operación y, consecuentemente, su propio protocolo. Esos pasos deben de ejecutarse en un cierto orden, de arriba hacia abajo en la transmisión y de abajo hacia arriba en la recepción. Debido al arreglo jerarquico de los protocolos, el término "pila de protocolos"(protocol Stack) es comúnmente usado para describir esos pasos. Una pila de protocolos, por lo tanto, es un conjunto de reglas de comunicación, y cada paso en la secuencias tiene su propio subconjunto de reglas.
¿Qué es un protocolo, realmente?
Es software que reside en la memoria de una computadora o en la memoria de un dispositivo de transmisión, como una tarjeta de red. Cuando los datos están listos para transmitirse, este software es ejecutado. EL software prepara los datos para la transmisión y configura la transmisión en movimiento. En la parte receptora, el software toma los datos y los prepara para la computadora, desechando toda la información agregada, y tomando sólo la información útil.
Existen un montón de protocolos, y con frecuencia esto nos confunde más. Una red tipo Novell se comunica a través de sus propias reglas (su propio protocolo llamado IPX/SPX), Microsoft lo hace a su manera (NetBEUI), DEC también lo hace a su manera (DECnet), así como IBM (NetBIOS) y así cada sistema de cómputo tiene sus propios protocolos y sus propias reglas para comunicarse. Debido a que el transmisor y el receptor tienen que "hablar" el mismo protocolo, estos cuatro sistemas no pueden hablarse ni entenderse uno al otro.
Pero los protocolos van más allá que sólo una comunicación básica. Suponga que deseas enviar un archivo de una computadora a otra. Tu podrías enviar todo el archivo de una sola vez. Desafortunadamente, quien podría detener a los otros usuarios que están usando la LAN durante el tiempo que toma enviar dicho archivo. Adicionalmente, si un error ocurre durante la transmisión, todo el archivo tendría que enviarse de nuevo. Para resolver estos problemas, el archivo es partido en piezas pequeñas llamados "paquetes" agrupados de cierta manera. Esto significa que cierta información debe ser agregada al paquete para decirle al receptor donde pertenece cada grupo en relación con los otros, pero éste es un asunto menor. Para mejorar la confiabilidad de la información, información de sincronización y corrección deberá ser agregada al famoso paquete. A la información útil (es decir el mensaje), junto con la información adicional se le conoce como protocolo.
Debido a su complejidad, la comunicación entre dispositivos es separada en pasos. Cada paso tiene sus propias reglas de operación y, consecuentemente, su propio protocolo. Esos pasos deben de ejecutarse en un cierto orden, de arriba hacia abajo en la transmisión y de abajo hacia arriba en la recepción. Debido al arreglo jerarquico de los protocolos, el término "pila de protocolos"(protocol Stack) es comúnmente usado para describir esos pasos. Una pila de protocolos, por lo tanto, es un conjunto de reglas de comunicación, y cada paso en la secuencias tiene su propio subconjunto de reglas.
¿Qué es un protocolo, realmente?
Es software que reside en la memoria de una computadora o en la memoria de un dispositivo de transmisión, como una tarjeta de red. Cuando los datos están listos para transmitirse, este software es ejecutado. EL software prepara los datos para la transmisión y configura la transmisión en movimiento. En la parte receptora, el software toma los datos y los prepara para la computadora, desechando toda la información agregada, y tomando sólo la información útil.
Existen un montón de protocolos, y con frecuencia esto nos confunde más. Una red tipo Novell se comunica a través de sus propias reglas (su propio protocolo llamado IPX/SPX), Microsoft lo hace a su manera (NetBEUI), DEC también lo hace a su manera (DECnet), así como IBM (NetBIOS) y así cada sistema de cómputo tiene sus propios protocolos y sus propias reglas para comunicarse. Debido a que el transmisor y el receptor tienen que "hablar" el mismo protocolo, estos cuatro sistemas no pueden hablarse ni entenderse uno al otro.
¿Qué es un protocolo estándar?
Un protocolo estándar es un conjunto de reglas que han sido ampliamente usados e implementados por diversos fabricantes, usuarios, y organismos oficiales (e.g. IEEE, ISO, ITU). Idealmente, un protocolo estándar debe permitir a las computadoras o dispositivos comunicarse entre sí, aún cuando estos sean de diferentes fabricantes. Las computadoras o dispositivos no tienen que usar un protocolo estándar para comunicarse, pero si estos utilizan un protocolo propietario entonces ellos pueden sólo comunicarse con equipo de su mismo tipo.
Existen muchos protocolos estándares, ninguno de ellos puede ser universal, pero los que son exitosos se están moviendo para cumplir con el modelo de referencia OSI. Los estándares y protocolos asociados con el modelo de referencia OSI están bajo el concepto de Sistemas Abiertos para enlzar literalmente a decenas de computadoras distintas encontradas en oficinas a través del mundo.
Un protocolo estándar es un conjunto de reglas que han sido ampliamente usados e implementados por diversos fabricantes, usuarios, y organismos oficiales (e.g. IEEE, ISO, ITU). Idealmente, un protocolo estándar debe permitir a las computadoras o dispositivos comunicarse entre sí, aún cuando estos sean de diferentes fabricantes. Las computadoras o dispositivos no tienen que usar un protocolo estándar para comunicarse, pero si estos utilizan un protocolo propietario entonces ellos pueden sólo comunicarse con equipo de su mismo tipo.
Existen muchos protocolos estándares, ninguno de ellos puede ser universal, pero los que son exitosos se están moviendo para cumplir con el modelo de referencia OSI. Los estándares y protocolos asociados con el modelo de referencia OSI están bajo el concepto de Sistemas Abiertos para enlzar literalmente a decenas de computadoras distintas encontradas en oficinas a través del mundo.
Funciones básicas de un protocolo
CONTROL DE LLAMADA
-
Establecimiento de conexión entre fuente y destino, esta función lleva
a cabo el mantenimiento y monitoreo de la conexión y los
procedimientos de conexión y desconexión de una llamada, transferencia
de datos, videoconferencia, etc.
-
Verificación y control de errores durante la transmisión a través de
algoritmos de verificación y control de error tales VRC, LRC, Checksum,
CRC, etc.
- » Manejo de contención de bloques
» Regulación del tráfico
» Retransmisión de bloques
» Convenciones para direccionamiento
» Control por pasos y de extremo a extremo (el error puede verificarse en cada paso o al final del enlace depende del algoritmo de control de error)
Cómo funciona un protocolo
¿CÓMO FUNCIONA UN PROTOCOLO?
En la figura anterior se muestra una comunicación entre dos entidades [Transmisor(Tx) y receptor (Rx)]. En el paso 1 , el Tx envia un bloque de datos (A) hacia Rx. Rx recibe el bloque de datos correctamente y envia un ACK (Acknowledge, reconocimiento) indicandole que se recibio con éxito el paquete de información [ver paso 2 ]. Tx recibe el ACK y envía el siguiente bloque de datos [ paso 3 ]. Rx recibe el bloque de datos y detecta un error. Rx envia un NACK (No Acknwledege, No reconocimiento) a Tx indicándole que existió un error y que vuelva a transmitir el paquete [ paso 4 ]. Tx retransmite el bloque de datos nuevamente a Rx [ paso 5 ]. Rx recibe el bloque de datos retransmitido, y en esta ocasión no detecta error y le envia a Tx un ACK diciendole que recibio el paquete con éxito [paso 6 ].
Antes del paso 1, tanto Tx como Rx se pusieron de acuerdo antes de enviar información útil. Después del paso 6 Tx deberá indicarle a Rx que terminó de transmitir los bloques, y asi terminar con la comunicación [control de llamada].
En la figura anterior se muestra una comunicación entre dos entidades [Transmisor(Tx) y receptor (Rx)]. En el paso 1 , el Tx envia un bloque de datos (A) hacia Rx. Rx recibe el bloque de datos correctamente y envia un ACK (Acknowledge, reconocimiento) indicandole que se recibio con éxito el paquete de información [ver paso 2 ]. Tx recibe el ACK y envía el siguiente bloque de datos [ paso 3 ]. Rx recibe el bloque de datos y detecta un error. Rx envia un NACK (No Acknwledege, No reconocimiento) a Tx indicándole que existió un error y que vuelva a transmitir el paquete [ paso 4 ]. Tx retransmite el bloque de datos nuevamente a Rx [ paso 5 ]. Rx recibe el bloque de datos retransmitido, y en esta ocasión no detecta error y le envia a Tx un ACK diciendole que recibio el paquete con éxito [paso 6 ].
Antes del paso 1, tanto Tx como Rx se pusieron de acuerdo antes de enviar información útil. Después del paso 6 Tx deberá indicarle a Rx que terminó de transmitir los bloques, y asi terminar con la comunicación [control de llamada].
El control de error se refiere a una combinación de detección de error
(y corrección) y reconocimiento (acknowledgment). El control de
secuencia se refiere a la habilidad de cada entidad para reconstruir una
serie de mensajes recibidos en el orden apropiado. El control de flujo
se refiere a la habilidad para que ambas partes en un dialogo eviten el
sobreflujo de mensajes entre sí.
Los protocolos orientados a conexión operan en tres fases. La primera fase es la fase de configuración de la conexión, durante la cual las entidades correspondientes establecen la conexión y negocian los parámetros que definen la conexión. La segunda fase es la fase de transferencia de datos, durante la cual las entidades correspondientes intercambian mensajes (información útil) bajo el amparo de la conexión. Finalmente, la última fase, fase de liberación de la conexión, en la cual ambas entidades se ponen de acuerdo para terminar la comexión.
Un ejemplo de la vida diaría de un protocolo orientado a conexión es una llamada telefónica. La parte originadora (el que llama) deberá primero "marcar"el número del teléfono usuario (abonado) destino. La infraestrutura telefónica deberá asignar el circuito extremo-extremo, entonces hace timbrar el teléfono del usuario destino. Al momento que éste levanta el telefóno se establece la llamada o conexión y ambos empiezan a conversar. En algún momento, alguno de los dos cuelga, y la conexión de termina y se libera el circuito. Entonces se termina la llamada.
Los protocolos orientados a no-conexión difieren bastante a los orientados a conexión, ya que estos (los de no-conexión) no proveen capacidad de control de error, secuencia y control de flujo. Los protocolos orientados a no-conexión, están siempre en la fase de transferencia de datos, y no les interesa las fases restantes de configuración y liberación de una conexión.
Los protocolos orientados a no-conexión se emplean en aplicaciones donde no se requiera mucha precisión. Tal es el caso de la voz, música o el video. Pero en cambio en aplicaciones donde se requiera mucha precisión [e.g. transacciones electrónicas bancarias, archivos de datos, comercio electrónico,etc] se utilizarían los protocolos orientados a conexión.
Los protocolos orientados a conexión operan en tres fases. La primera fase es la fase de configuración de la conexión, durante la cual las entidades correspondientes establecen la conexión y negocian los parámetros que definen la conexión. La segunda fase es la fase de transferencia de datos, durante la cual las entidades correspondientes intercambian mensajes (información útil) bajo el amparo de la conexión. Finalmente, la última fase, fase de liberación de la conexión, en la cual ambas entidades se ponen de acuerdo para terminar la comexión.
Un ejemplo de la vida diaría de un protocolo orientado a conexión es una llamada telefónica. La parte originadora (el que llama) deberá primero "marcar"el número del teléfono usuario (abonado) destino. La infraestrutura telefónica deberá asignar el circuito extremo-extremo, entonces hace timbrar el teléfono del usuario destino. Al momento que éste levanta el telefóno se establece la llamada o conexión y ambos empiezan a conversar. En algún momento, alguno de los dos cuelga, y la conexión de termina y se libera el circuito. Entonces se termina la llamada.
Los protocolos orientados a no-conexión difieren bastante a los orientados a conexión, ya que estos (los de no-conexión) no proveen capacidad de control de error, secuencia y control de flujo. Los protocolos orientados a no-conexión, están siempre en la fase de transferencia de datos, y no les interesa las fases restantes de configuración y liberación de una conexión.
Los protocolos orientados a no-conexión se emplean en aplicaciones donde no se requiera mucha precisión. Tal es el caso de la voz, música o el video. Pero en cambio en aplicaciones donde se requiera mucha precisión [e.g. transacciones electrónicas bancarias, archivos de datos, comercio electrónico,etc] se utilizarían los protocolos orientados a conexión.
Protocolos ORIENTADOS A BITS y ORIENTADOS A BYTE (caracter)
BYTE oriented protocols
En cualquier sesión de comunicación entre dispositivos, códigos de control son usados para controlar otro dispositivo o proveer información acerca del estatus de la sesión. Los protocolos orientados a byte o caracter utilizan bytes completos para representar coódigos de control establecidos tales como los definidos por el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) o código EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). En contraste, los protocolos orientados a bits confian en bits individuales para códigos de control. Los protocolos orientados a Byte transmiten los datos como si fueran cadenas de caracteres. El método de transmisión es asíncrono. Cada caracter es separado de un bit de inicio y un bit de paro o termino, y no es necesario un mecanismo de reloj.
Ejemplos de caracteres usados: SYN (synchronize), SOH (start of header), STX (start of text), ETX (end of text)
En cualquier sesión de comunicación entre dispositivos, códigos de control son usados para controlar otro dispositivo o proveer información acerca del estatus de la sesión. Los protocolos orientados a byte o caracter utilizan bytes completos para representar coódigos de control establecidos tales como los definidos por el código ASCII (American Standard Code for Information Interchange) o código EBCDIC (Extended Binary Coded Decimal Interchange Code). En contraste, los protocolos orientados a bits confian en bits individuales para códigos de control. Los protocolos orientados a Byte transmiten los datos como si fueran cadenas de caracteres. El método de transmisión es asíncrono. Cada caracter es separado de un bit de inicio y un bit de paro o termino, y no es necesario un mecanismo de reloj.
Ejemplos de caracteres usados: SYN (synchronize), SOH (start of header), STX (start of text), ETX (end of text)
BIT oriented protocols
En una transmisión orientada a bit, los datos son transmitidos como constantes ráfagas de bits. Antes de que la transmisión de datos empiece, caracteres especiales de sincronía son transmitidos por el transmisor, así el receptor puede sincronizarse a sí mismo con la ráfaga de bits. Este patrón de bits es comunmente representado en una cadena de 8 bits.
SDLC (Synchronous Data Link Control) de IBM es un protocolo orientado a bits. Su caracter de sincronia (sync) es la cadena de bits 01111110, y esto es seguido por una dirección de 8 bits, un campo de control y por por los datos (información útil). Una vez que el sistema receptor recibe esas tramas iniciales, empieza a leer 8 bits a la vez (1 byte) desde la cadena de bits hasta que aparezca un error o una bandera de término.
Los protocolos SDLC y HDLC (High-level Data Link Control) de IBM son orientados a bit. HDLC es usado comúnmente en las redes de conmutación de paquetes X.25, SDLC es un subconjunto de HDLC.
Los protocolos orientados a bits son los usados comúnmente en la transmisión en las redes de datos LAN y WAN.
En una transmisión orientada a bit, los datos son transmitidos como constantes ráfagas de bits. Antes de que la transmisión de datos empiece, caracteres especiales de sincronía son transmitidos por el transmisor, así el receptor puede sincronizarse a sí mismo con la ráfaga de bits. Este patrón de bits es comunmente representado en una cadena de 8 bits.
SDLC (Synchronous Data Link Control) de IBM es un protocolo orientado a bits. Su caracter de sincronia (sync) es la cadena de bits 01111110, y esto es seguido por una dirección de 8 bits, un campo de control y por por los datos (información útil). Una vez que el sistema receptor recibe esas tramas iniciales, empieza a leer 8 bits a la vez (1 byte) desde la cadena de bits hasta que aparezca un error o una bandera de término.
Los protocolos SDLC y HDLC (High-level Data Link Control) de IBM son orientados a bit. HDLC es usado comúnmente en las redes de conmutación de paquetes X.25, SDLC es un subconjunto de HDLC.
Los protocolos orientados a bits son los usados comúnmente en la transmisión en las redes de datos LAN y WAN.
jueves, 21 de febrero de 2013
Clasificación de las redes
Una red puede recibir distintos calificativos de clasificación en
base a distintas taxonomías: alcance, tipo de conexión, tecnología, etc.
Por alcance
- 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 inalámbrica de área personal, o WPAN (Wireless Personal Area Network), es una red de computadoras inalámbrica para la comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Estas redes normalmente son de unos pocos metros y para uso personal, así como fuera de ella. El medio de transporte puede ser cualqueira de los habituales en las redes inalámbricas pero las que reciben esta denominación son habituales en Bluetooth.
- 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 local inalámbrica, o WLAN (Wireless Local Area Network), es un sistema de comunicación de datos inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes de área local cableadas o como extensión de estas.
- 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.
- Red de área de almacenamiento, en inglés SAN (Storage Area Network), es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte, permitiendo el tránsito de datos sin afectar a las redes por las que acceden los usuarios.
- Red de área local virtual, o VLAN (Virtual LAN), es un grupo de computadoras con un conjunto común de recursos a compartir y de requerimientos, que se comunican como si estuvieran adjuntos a una división lógica de redes de computadoras en la cual todos los nodos pueden alcanzar a los otros por medio de broadcast (dominio de broadcast) en la capa de enlace de datos, a pesar de su diversa localización física. Este tipo surgió como respuesta a la necesidad de poder estructurar las conexiones de equipos de un edificio por medio de software,11 permitiendo dividir un conmutador en varios virtuales.
Por tipo de conexión
Medios guiados
Véase también: Cableado estructurado.
- El cable coaxial se utiliza para transportar señales electromagnéticas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo y uno exterior denominado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes; los cuales están separados por un material dieléctrico que, en realidad, transporta la señal de información.
- El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes. Dependiento de la red se pueden utilizar, uno, dos, cuatro o más pares.
- La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.
Medios no guiados
- Red por radio es aquella que emplea la radiofrecuencia como medio de unión de las diversas estaciones de la red.
- Red por infrarrojos, permiten la comunicación entre dos nodos, usando una serie de leds infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores de ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita al otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a gran escala. No disponen de gran alcacen y necesitan de visibilidad entre los dispositivos.
- Red por microondas, es un tipo de red inalámbrica que utiliza microondas como medio de transmisión. Los protocolos más frecuentes son: el IEEE 802.11b y transmite a 2,4 GHz, alcanzando velocidades de 11 Mbps (Megabits por segundo); el rango de 5,4 a 5,7 GHz para el protocolo IEEE 802.11a; el IEEE 802.11n que permite velocidades de hasta 600 Mbps; etc.
Por relación funcional
- Cliente-servidor es la arquitectura que consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta.
- Peer-to-peer, o red entre iguales, es aquella red de computadoras en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.
Por tecnología
- Red Point-To-Point es aquella en la que existe multitud de conexiones entre parejas individuales de máquinas. Este tipo de red requiere, en algunos casos, máquinas intermedias que establezcan rutas para que puedan transmitirse paquetes de datos. El medio electrónico habitual para la interconexión es el conmutador, o switch.
- Red broadcast se caracteriza por transmitir datos por un sólo canal de comunicación que comparten todas las máquinas de la red. En este caso, el paquete enviado es recibido por todas las máquinas de la red pero únicamente la destinataria puede procesarlo. Las equipos unidos por un concentrador, o hub, forman redes de este tipo.
Por topología física
Véase también: Topología 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.
Por la direccionalidad de los datos
- Simplex o unidireccional: un equipo terminal de datos transmite y otro recibe.
- Half-duplex, en castellano semidúplex: el método o protocolo de envío de información es bidireccional pero no simultáneobidireccional, sólo un equipo transmite a la vez.
- Full-duplex, o dúplex,: los dos equipos involucrados en la comunicación lo pueden hacer de forma simultánea, transmitir y recibir.
Por grado de autentificación
- 'Red privada: una red privada se definiría como una red que puede usarla solo algunas personas y que están configuradas con clave de acceso personal.
- Red de acceso público: una red pública se define como una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectados, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.
Por grado de difusión
- Una intranet es una red de ordenadores privados que utiliza tecnología Internet para compartir dentro de una organización parte de sus sistemas de información y sistemas operacionales.
- Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP, garantizando que las redes físicas heterogéneas que la componen funcionen como una red lógica única, de alcance mundial.
Por servicio o función
- Una red comercial proporciona soporte e información para una empresa u organización con ánimo de lucro.
- Una red educativa proporciona soporte e información para una organización educativa dentro del ámbito del aprendizaje.
- Una red para el proceso de datos proporciona una interfaz para intercomunicar equipos que vayan a realizar una función de cómputo conjunta.
Cables y conectores
| Los cables son el componente básico de todo sistema
de cableado. Existen diferentes tipos de cables. La elección de uno
respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias
existentes y el coste del medio.
Cada tipo de cable tiene sus ventajas e
inconvenientes; no existe un tipo ideal. Las principales diferencias
entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda
permitida y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión,
su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la
relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida. En la actualidad existen básicamente tres tipos de cables factibles de ser utilizados para el cableado en el interior de edificios o entre edificios:
 COAXIAL: Este tipo de cable esta compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. El ejemplo más común de este tipo de cables es el coaxial de televisión.  Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos. TIPOS DE CABLE COAXIAL THICK (grueso). Este cable se conoce normalmente como "cable amarillo", fue el cable coaxial utilizado en la mayoría de las redes. Su capacidad en términos de velocidad y distancia es grande, pero el coste del cableado es alto y su grosor no permite su utilización en canalizaciones con demasiados cables. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 2. THIN (fino). Este cable se empezó a utilizar para reducir el coste de cableado de la redes. Su limitación está en la distancia máxima que puede alcanzar un tramo de red sin regeneración de la señal. Sin embargo el cable es mucho más barato y fino que el thick y, por lo tanto, solventa algunas de las desventajas del cable grueso. Este cable es empleado en las redes de área local conformando con la norma 10 Base 5. El cable coaxial en general solo se puede utilizar en conexiones Punto a Punto o dentro de los racks. MODELOS DE CABLE COAXIAL
PAR TRENZADO: Es el tipo de cable más común y se originó como solución para conectar teléfonos, terminales y ordenadores sobre el mismo cableado. Con anterioridad, en Europa, los sistemas de telefonía empleaban cables de pares no trenzados. Cada cable de este tipo está compuesto por un serie de pares de cables trenzados. Los pares se trenzan para reducir la interferencia entre pares adyacentes. Normalmente una serie de pares se agrupan en una única funda de color codificado para reducir el número de cables físicos que se introducen en un conducto. El número de pares por cable son 4, 25, 50, 100, 200 y 300. Cuando el número de pares es superior a 4 se habla de cables multipar. TIPOS DE CABLE TRENZADO NO APANTALLADO (UTP): Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested Pair / Par Trenzado no Apantallado). Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración. Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no apantallado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado. El estándar EIA-568 en el adendum TSB-36 diferencia tres categorías distintas para este tipo de cables:
Las características generales del cable UTP son: Tamaño: El menor diámetro de los cables de par trenzado no apantallado permite aprovechar más eficientemente las canalizaciones y los armarios de distribución. El diámetro típico de estos cables es de 0'52 mm. Peso: El poco peso de este tipo de cable con respecto a los otros tipos de cable facilita el tendido. Flexibilidad: La facilidad para curvar y doblar este tipo de cables permite un tendido más rápido así como el conexionado de las rosetas y las regletas. Instalación: Debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores, instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha. Integración: Los servicios soportados por este tipo de cable incluyen:
UNIFORME (FTP): Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento global de todos los pares mediante una lámina externa apantallante. Esta técnica permite tener características similares al cable apantallado con unos costes por metro ligeramente inferior. Este es usado dentro de la categoria 5 y 5e (Hasta 100 Mhz).  FIBRA OPTICA: Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra de vidrio consta de:
 La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información debido a sus excelentes características: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su mayor desventaja es su coste de producción superior al resto de los tipos de cable, debido a necesitarse el empleo de vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción. La terminación de los cables de fibra óptica requiere un tratamiento especial que ocasiona un aumento de los costes de instalación. Uno de los parámetros más característicos de las fibras es su relación entre los índices de refracción del núcleo y de la cubierta que depende también del radio del núcleo y que se denomina frecuencia fundamental o normalizada; también se conoce como apertura numérica y es adimensional. Según el valor de este parámetro se pueden clasificar los cables de fibra óptica en dos clases:
Las fibras multimodo son las más utilizadas en las redes locales por su bajo coste. Los diámetros más frecuentes 62,5/125 y 100/140 micras. Las distancias de transmisión de este tipo de fibras están alrededor de los 2,4 kms y se utilizan a diferentes velocidades: 10 Mbps, 16 Mbps, 100 Mbps y 155 Mbps.Las características generales de la fibra óptica son: Ancho de banda: La fibra óptica proporciona un ancho de banda significativamente mayor que los cables de pares (UTP / STP) y el Coaxial. Aunque en la actualidad se están utilizando velocidades de 1,7 Gbps en la redes públicas, la utilización de frecuencias más altas (luz visible) permitirá alcanzar los 39 Gbps. El ancho de banda de la fibra óptica permite transmitir datos, voz, vídeo, etc. Distancia: La baja atenuación de la señal óptica permite realizar tendidos de fibra óptica sin necesidad de repetidores. Integridad de datos: En condiciones normales, una transmisión de datos por fibra óptica tiene una frecuencia de errores o BER (Bit Error Rate) menor de 10 E-11. Esta característica permite que los protocolos de comunicaciones de alto nivel, no necesiten implantar procedimientos de corrección de errores por lo que se acelera la velocidad de transferencia. Duración: La fibra óptica es resistente a la corrosión y a las altas temperaturas. Gracias a la protección de la envoltura es capaz de soportar esfuerzos elevados de tensión en la instalación. Seguridad: Debido a que la fibra óptica no produce radiación electromagnética, es resistente a la acciones intrusivas de escucha. Para acceder a la señal que circula en la fibra es necesario partirla, con lo cual no hay transmisión durante este proceso, y puede por tanto detectarse. La fibra también es inmune a los efectos electromagnéticos externos, por lo que se puede utilizar en ambientes industriales sin necesidad de protección especial. 
CUADRO
RESUMEN
CABLEADO ESTRUCTURADO: Es un Sistema de Cableado diseñado en una jerarquía lógica que adapta todo el cableado existente, y el futuro, en un único sistema. Un sistema de cableado estructurado exige una topología en estrella, que permite una administración sencilla y una capacidad de crecimiento flexible. Entre las características generales de un sistema de cableado estructurado destacan las siguientes:
SUBSISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO Los diferentes subsistemas componentes del cableado estructurado son los siguientes: Subsistema de Administración: Los elementos incluidos en este sistema son entre otros:
Los módulos de regletas deberán permitir especialmente:
Los repartidores conectados juntos forman una estructura jerárquica tal como se muestra en la siguiente figura.  Las conexiones han de establecerse entre niveles adyacentes y los cables unen niveles adyacentes de la estructura. Esta forma jerárquica proporciona al sistema de cableado de un alto grado de flexibilidad necesario para acomodar una variedad de aplicaciones, configurando las diferentes topologías por la interconexión de los cables puentes y los equipos terminales.repartidor de campus se conecta a los repartidores de edificio asociados a través del cable de distribución o backbone del campus. El repartidor de edificio se conecta a sus subrepartidores vía el cable de distribución del edificio. Los diferentes subrepartidores pueden conectarse entre si a través de los cables de circunvalación a efectos de una explotación más racional del sistema de cableado y como mecanismo de seguridad. Subsistema de Distribución de Campus: Este subsistema, enlace entre edificios, se extiende desde el repartidor de campus (CD) hasta el repartidor de edificio (BD), esta compuesto por:
Este subsistema, enlaza los diferentes repartidores y subrepartidores de un mismo edificio, se extiende desde el repartidor de edificio (BD) hasta los repartidores de planta (FD), esta compuesto por:
Cableado de Distribución (Backbone): El cableado de distribución empleado tanto por los subsistemas de campus y de edificio se debe diseñar según la topología jerárquica en estrella, donde cada repartidor de planta (FD) está cableado a un repartidor de edificio (BD) y de ahí a un repartidor de campus (CD). No debe haber más de dos niveles de jerarquía de repartidores de forma que se evite la degradación de la señal. En el cableado de distribución se ha de considerar la utilización de cable de fibra óptica multimodo o monomodo (preferiblemente 62,5/125 micras), o cable simétrico multipar de 100 ohmios (preferiblemente), 120 o 150 ohmios. Este cableado de Distribución debe estar diseñado de tal forma que permita futuras ampliaciones sin necesitar el tendido de cables adicionales. En el caso de cables de distribución de campus que pasen por conductos, se debe usar envolturas de polietileno así como instalar fundas protectoras en la conducción interior del edificio. Los cables que conecten dos edificios distintos mediante conducciones de cables exteriores de cobre se deben conectar en sus dos extremos a módulos de conexión provistos de descargadores de sobretensión. Subsistema de Cableado Horizontal: Se extiende desde el subrepartidor de planta (FD) hasta el punto de acceso o conexión pasando por la toma ofimática. Está compuesto por:
El cableado horizontal ha de estar compuesto por un cable individual y continuo que conecta el punto de acceso y el distribuidor de Planta. Si es necesario puede contener un solo punto de Transición entre cables con características eléctricas equivalente. La siguiente figura muestra la topología en estrella recomendada y las distancias máximas permitidas para cables horizontales.  Se recomiendan los siguientes cables y conectores para el cableado horizontal:
Area de Trabajo El concepto de Area de Trabajo está asociado al concepto de punto de conexión. Comprende las inmediaciones físicas de trabajo habitual (mesa, silla, zona de movilidad, etc.) del o de los usuarios. El punto que marca su comienzo en lo que se refiere a cableado es la roseta o punto de conexión. En el ámbito del área de trabajo se encuentran diversos equipos activos del usuario tales como teléfonos, ordenadores, impresoras, telefax, terminales, etc. La naturaleza de los equipos activos existentes condicionan el tipo de los conectores existentes en las rosetas, mientras que el número de los mismo determina si la roseta es simple (1 conector), doble (2 conectores), triple (3 conectores), etc. El cableado entre la roseta y los equipos activos es dependiente de las particularidades de cada equipo activo, por lo que debe ser contemplado en el momento de instalación de éstos. Los baluns acoplan las características de impedancia de los cables utilizados por los equipos activos al tipo de cable empleado por el cableado horizontal, en el caso de que no sean ambos el mismo. Ejemplos de baluns son los adaptadores de cables coaxial (no balanceado) o twinaxial (no balanceado) a par trenzado (balanceado) y viceversa.  En el caso que coexistan telefonía e informática, un dimensionado de tres tomas por punto de conexión constituye un criterio satisfactorio. Dicho dimensionado puede ajustarse en función de un análisis de necesidades concreto, pero no deberá, en ningún caso, ser inferior a dos tomas por punto de conexión del Area de Trabajo. Una de las tomas deberá estar soportado por pares trenzados no apantallados de cuatro pares y los otros por cualquiera de los medios de cableado. CANALIZACIONES Y ACCESOS Para la instalación de un sistema de cableado es preciso realizar actuaciones sobre la estructura constructiva de los distintos edificios involucrados. A continuación se indican consideraciones de carácter general para distintas situaciones posibles. En caso de disponerse de ellas, debe seguirse las especificaciones indicadas por el departamento de infraestructuras de la empresa usuaria para la realización de obras de canalización. La norma PREN 50098-3, en fase de preparación, recomienda prácticas de instalación de cables de cobre y fibra óptica, en el momento de su finalización deberá ser exigido su cumplimiento en las instalaciones contratadas. CABLEADO INTERIOR Los cables interiores incluyen el cableado horizontal desde el armario repartidor de planta correspondiente hasta el área de trabajo y del cableado de distribución para la conexión de los distintos repartidores de planta. La instalación de un sistema de cableado en un edifico nuevo es relativamente sencilla, si se toma la precaución de considerar el cableado un componente a incluir en la planificación de la obra, debido a que los instaladores no tienen que preocuparse por la rotura de panelados, pintura, suelos, etc. La situación en edificios ya existentes es radicalmente diferente. Las principales opciones de encaminamiento para la distribución hacia el área de trabajo son:
Con carácter general se puede decir que, en la actualidad, debido a los procedimientos de construcción existentes, las conducciones por falso techo, en sus distintas modalidades son las más frecuentemente utilizadas con respecto a cualquier otro método. No obstante, se prevé que la tendencia principal sea la utilización de suelo técnico elevado cuando se trate de nuevos edificios o de renovaciones en profundidad de edificios existentes. La tabla adjunta muestra de manera comparativa las distintas opciones de instalación. Estas opciones tienen carácter complementario, pudiendo utilizarse varias de ellas simultáneamente en un edificio si la instalación así lo demandase.
CABLEADO EXTERIOR El cableado exterior posibilita la conexión entre los distintos edificios (cable distribución de campus). El cableado exterior puede ser subterráneo o aéreo. El tendido aéreo es desaconsejable con carácter general debido a su efecto antiestético en este tipo de sistemas igualmente es facilmente perturbable por fenomenos como incendios, vientos, etc. Con respecto a los cables de exterior subterráneos, deben ir canalizados para permitir un mejor seguimiento y mantenimiento, así como para evitar roturas involuntarias o por descuido, más frecuentes en los cables directamente enterrados. Si se considerase probable necesitar a medio plazo el número de cables tendidos de exterior deben realizarse arquetas a lo largo del trazado para facilitar el nuevo tendido, sin necesidad de realizar calas de exploración. Si la zona empleada para el tendido puede verse afectada por las acciones de roedores, humedad o cualquier otro agente externo, debe especificarse el cable de exteriores para considerar estos efectos. En la realización de canalizaciones de exterior debe estudiarse si es necesario solicitar algún permiso administrativos para la realización de dicha obra, debido a no ser los terrenos empleados propiedad de la institución promotora de la canalización exterior. ARMARIOS REPARTIDORES Los armarios repartidores de planta (FD) deberán situarse, siempre que haya espacio disponible, lo más cerca posible de la(s) vertical(es). En la instalación de los repartidores de edificio (BD) y de campus (CD) debe considerarse también su proximidad a los cables exteriores. En el caso de instalarse equipos de comunicaciones será necesario instalar una acometida eléctrica y la ventilación adecuada. Los repartidores de planta deberán estar distribuidos de manera que se minimicen las distancias que los separan de las rosetas, a la vez que se reduzca el número de ellos necesarios. NORMAS DE CONECTORIZACION: Existen normas y lineamientos para el modo de unir cables y conectores. Por ejemplo para el cable UTP que es el más común existen 2 normas: EIA/TIA 568A y EIA/TIA 568B (AT&T 258A). La configuración "pin a pin" o cualquier otra configuración no está normada por lo tanto no se deben utilizar. CONECTORES: Son aquellos elementos que nos hacen posible la unión entre determinado tipo de cable que transporta una señal y un equipo o accesorio que la envía o recibe. Nos facilitan la tarea de conectar y desconectar, permitiéndonos cambiar equipo o cableado rápidamente. CONECTORES PARA CABLE COAXIAL: Tenemos el tipo "N", "BNC", "DNC", "SMA" y "TNC". 
Para todos los casos anteriores,
existen los conectores MACHOS:
Y los conectores HEMBRAS:
 
D4
SC
SMA
   ST LC MTP    MTRJ VOLITION E2000    ESCON FC FDDI    BICONIC APC  
|
10BASE-T
10BASE-T es una configuración de ethernet.
El estándar habitualmente adoptado para los conectores RJ45 de estos cables es BN-N-BV-A-BA-V-BM-M en los dos extremos. Esto exige que haya un conmutador (hub o switch) entre las máquinas que intervienen en la conexión. Para una conexión directa entre dos máquinas, se debe utilizar un cable cruzado, que en vez de conectar hilo a hilo cruza entre sí las señales RX y TX cambiando los verdes por los naranjas.
Es de notar que en estos cables sólo se utilizan los verdes y los
naranjas, con lo que se pueden ver por ahí casos en los que se pasan dos
líneas Ethernet por el mismo cable, con dos conectores a cada extremo, o
una línea Ethernet y una RDSI.
También, algunas personas que utilizan ordenadores portátiles llevan,
para su conexión a la red, un cable con una pareja de conectores
"directa" y otra cruzada. Esto se haría (por ejemplo) de la siguiente
manera:
Extremo 1
- Conector 1
- BN-N-BV-O-O-V-O-O
- Conector 2
- BM-M-BA-O-O-A-O-O
Extremo 2
- Conector 1
- BN-N-BV-O-O-V-O-O
- Conector 2
- BA-A-BM-O-O-M-O-O
marcando los conectores 2 de cada extremo con cinta aislante roja o rotulador rojo para reconocerlos como un cable cruzado.
General
Las redes LAN son más comunes hoy en día. Mediante este sistema se palían los conocidos defectos de las redes 10Base2 y 10Base5,
entre ellos, la mala detección de derivaciones no deseadas, de rupturas
y de conectores flojos. Una de las principales desventajas es la
instalación conectada mediante hubs lo que puede resultar cara y
complicarse bastante para grandes redes. Sin embargo, una de las grandes
ventajas es la posibilidad de conectar nuevos componentes a la red
mientras es usada por otros equipos sin tener que reiniciarla.
Medio físico
De su nombre 10BASE-T se extraen varias características de este medio, 10 indica la velocidad de transmisión en Megabits por segundo (Mb/s), BASE es la abreviatura de banda base y la T por utilizar cables de par trenzado. Concretamente el cable utilizado, UTP
de categoría 3 (25 MHz en longitudes de 100 m), consta de cuatro pares
trenzados sin apantallamiento, de los cuales al menos un par se
utilizará para transmisión y otro para recepción.
La máxima longitud del dominio de colisión (con repetidores) alcanza hasta 2500 m usando un backbone
coaxial y el máximo número de estaciones en el dominio de colisión
aceptadas es de 1024. El cable se conecta mediante un conector RJ-45 a la tarjeta de red en el PC. Cada estación está conectada con un hub o concentrador central siguiendo una topología de estrella o estrella extendida, aunque funciona como un bus lógico. Existen hubs con diferentes configuraciones, con 4, 8, 12, 15 o 24 puertos RJ-45, e incluso la posibilidad de conectar cable de tipo Ethernet 10Base2 u otros.
Señalización
La señal más simple que se emplea es la NRZL (NonReturn to Zero
Level), la señal no retorna a 0 y el pulso de tensión tiene la duración
de 1 bit. Generalmente un 1 lógico es un pulso de tensión mientras que
un 0 lógico es la ausencia de dicho pulso de tensión.
No es posible enviar junto con los datos una señal de sincronismo. El
receptor se sincroniza por medio de las transiciones de pulsos
recibidos. Pero si se tiene una larga secuencia de ceros o de unos, la
señal permanece constante durante un tiempo bastante largo en la línea y
el receptor no puede identificar el principio y fin de cada bit, este
inconveniente se resuelve con la codificación.
La codificación de las señales puede ser: unipolar en las que los 1s pueden tomar polaridad positiva o negativa y los 0s ninguna. Polar cuya señal será positiva para valores 1 y negativa para valores 0, y bipolar, que un dígito alterna su polaridad y el otro permanece siempre encendido.
Morfología del cable
Un nodo 10BASE-T, como puede ser un ordenador, se comunicará enviando
por los pines 1 y 2, y recibirá por el 3 y el 6, al contrario de como
lo hará el switch o hub al que esté conectado, que recibirá en los pines
1 y 2, y emitirá a través del 3 y el 6. Para conectar dos ordenadores
directamente entre sí será necesario el uso de un cable cruzado. El mas usado es el T568B.
La correcta conexión de estos cables ha de ser según la siguiente tabla:| Pin | Par, T568A | Par, T568B | Cable | Color, T568A | Color, T568B | RJ45 pines |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | 3 | 2 | positivo |  blanco/verde rayado |
 blanco/naranja rayado |
 |
| 2 | 3 | 2 | negativo |  verde entero |
 naranja entero |
|
| 3 | 2 | 3 | positivo | blanco/naranja rayado |
blanco/verde rayado |
|
| 4 | 1 | 1 | negativo |  azul entero |
azul entero |
|
| 5 | 1 | 1 | positivo |  blanco/azul rayado |
blanco/azul rayado |
|
| 6 | 2 | 3 | negativo | naranja entero |
verde entero |
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