REDES DE COMUNICACION

TELEMÁTICA

Telemática es una palabra compuesta por los terminos "telecomunicaciones" e "informática".

En sus comienzos, las aplicaciones telematicas se limitaba a la utilizacion de enlaces de comunicacion (lineas telefonicas o vinculos especiales) para transmitir archivos.

Mas tarde, se incorporo al concepto la conexion de terminales remotas, es decir, en un sitio distante, con el sistema de computos, tal como si se estuviera trabajando localmente.

Por ultimo, y gracias al continuo avance de la tecnologia, se logro la interconexion de dos o mas sistemas de computacion entre si, pudiendose trabajar con programas y desde terminales conectados a uno de ellos, (en forma local o remota) sobre archivos o interactuando con programas situados en el otro.

En terminos generales, y como en el caso de la comunicacion humana, encontramos como elementos: un emisor, un canal y un receptor.

Elementos basicos para la comunicacion de datos

La comunicacion de datos mas elemental es aquella realizada entre una estacion de tr~ba~o o computadora personal (PC) y un sistema de computos remoto -denomlnado anfitrion o, en ingles, host (por ejemplo, al ingresar a Internet desde una linea telefonica discada) por rnedio de una linea telefonica comun, que utiliza los elementos graficados a continuacion:

Es habitual encontrar que un sistema trabaje con mas de una estacion remota. En tal caso la conexion de las estaciones se concentra para su ingreso en el sistema central en dispositivos especfficos, que pueden cubrir diferentes funciones.

Lo anterior es asi, ya que la velocidad con que los puertos de la CPU (o, en instalaciones complejas, procesadorcs especificos para comunicaciones) pueden administrar las comunicaciones es mucho mayor que la velocidad en que los vinculos pueden transmitirlas. Por lo tanto, en cl ambito del equipo central, se juntan un grupo de lineas, cuya informacion entrante y saliente se alterna en el canal del equipo central, por supuesto sin que este "pierda" o "confunda" el origen y el destino

En los vinculos de comunicacion tradicionales, la informacion -voz humana o datos de computadora- viaja en forma modulada, no digitalizada. Por tal motivo, para que el vinculo pueda transportar los datos es necesario "traducirlos" de digitales a modulados. Esta modulacion se realiza por medio de impulsos sobre el vinculo con diferente amplitud, frecuencia o fase.

La funcion del modem es modular la informacion enviada y demodular la informacion recibida.

El modem es un dispositivo que transforma la señal que envia la computadora en una señal que puede ser transmisible por el vinculo.

Los modems pueden ser internos (cuando estan dentro de la caja de la PC) o externos (cuando forman un equipo independiente conectado a la PC -normalmente en el puerto serial- y a la linea telefonica o al conector del sistema central o su periferico y a la linea telefonica). En el caso de las computadoras portatiles, es comun que los modems externos sean tarjetas que se instalan en los puertos especificos de la maquina.Cualquiera sea la forma del modem, cumple la funcion antes indicada.

La velocidad de transmision es la medida de capacidad de transferencia de datos por el modem. Asi, en la actualidad, normalmente encontramos modems de 4800, 9600, 14.400, 28.800 y hasta 64.000 bps (bytes por segundo). Por supuesto, las velocidades son crecientes a medida que la tecnologia avanza.

La velocidod real de transmision esta condicionada por la capacidad de transmision y la calidad del vinculo.

Si se trata de un vinculo de alta calidad, y su capacidad es similar a la del modem, es posible que se alcance la maxima velocidad que ofrece el modem.

Si el vinculo es de baja calidad, la velocidad real se reduce en el extremo (vinculos con mucho ruido, como pueden ser lineas telefonicas ligadas o en mal estado), pudiendo interrumpirse la transmision.

En nuestro pais, el avance logrado en la ultima decada del siglo pasado nos permite hoy disponer, en terminos generales, de vinculos de muy buena calidad.

Modos o modalidades de la comunicacion

Los modems de ambos extremos del canal o vinculo pueden realizar, segun su interaccion, diferentes modalidades o tipos de comunicacion, conocidos como:

Los diferentes tipos de vinculos

Vinculos con continuidad fisica

◘Par trenzado. Es el cable telef6nico comun. Permite la transmision en distancias cortas, normalmente no mas de un kilometro, aunque se puede alargar la distancia por medio de dispositivos que refuercen los envios.

◘Cable coaxil: Es el cable utilizado para las transmisiones de television. Se encuentran con diferentes capacidades. Permite transmitir mayor volumen de datos que el par telefonico.

◘ Fibra optica. Este cable, con base plastica o de vidrio, lleva senales opticas desde el emisor al receptor. En lugar de requerir un modem, requiere un conversor electrico-optico. El cable de fibra optica permite transmitir un volumen de datos aun mayor que el coaxil. Se encuentra con diferentes capacidades.

Vinculos sin continuidad Fisica

◘Ondas de radio.

◘Onda de espectro variado (spread spectrum).

◘Microondas.

◘Satelite (la antena terrena tiene que estar en contacto visual con el satelite).

◘Telefonia celular.

◘Ondas infrarrojas (cada vez mas comunes para comunicar computadoras portatiles e impresoras).

Estos vinculos presentan diferencias en cuanto a: volumenes transmitidos, velocidad de transmision, costo de instalacion y mantenimiento, etcetera.

Cada vez son mas los canales que trabajan en forma digital, o sea que no requieren el proceso ds modulacion-demodulacion, si bien requieren equipamiento especifico en las puntas.

La velocidad de los canales digitales de alta capacidad (normalmente sobre fibra optica) se mide en "T"; un canal "T-1" tiene una velocidad de 1.544 Mbps.

Estos tipos de enlaces son utilizados por las empresas de comunicaciones para conectar proveedores de telefonia o Internet a las redes troncales, y para las redes troncales en si misrnas, por donde pasan las comunicaciones entre centrales y paises.

Regla para comunicacion de datos. Los protocolos

Para tratar el tema de protocolos adelantaremos que una red es un conjunto de equipos de computacion y/o sistemas de computos que interactúan entre si. Es decir, ya no hablamos de una terminal remota, sino de multiples terminales o sistemas interconectados.

Los protocolos establecen las reglas bajo las cuales se transmiten los datos de un punto a otro, de manera tal que el emisor pueda emitir los datos al receptor y este los pueda interpretar.

◘ Los protocolos son necesarios por dos motivos:

◘Para unificar el lenguaje, ya que diferentes equipos (de diferentesproveedores o, incluso, del mismo) pueden representar los datos, o su estructura, de maneras diferentes.

◘Para permitir el ruteo, es decir, que los datos transmitidos por una red de multiples equipos y enlaces diferentes puedan encontrar la ruta entre el emisor y el receptor

Asi, a traves de los protocolos de comunicacion, los equipos que cumplen con un mismo protocolo pueden comunicarse, dado que hablan para afuera, entre ellos, el mismo idioma.

El CCITT (Comite Consultivo Internacional para Telegrafos y Telefonos) y la ISO (del ingles, Intemational Standars Organization, Organizacion Internacional de Estandares) han trabajado en el establecimiento de modelos para la generalizacion y unificacion deprotocolos.

En tal sentido en el ambito de la ISO, en 1977, se creo el Sub-comite de Interconexion de Sistemas Abiertos para desarrollar un modelo, conocido como modelo OSI (por sus primeras tres palabras en ingles Open Systems Interconnection Reference Model: Modelo de Referencia para la Interconexion Abierta de Sistemas), que sirviera de base para el establecimiento de protocolos estandar que permitieran la comunicacion entre los equipos que internamente "conversaran" en diferentes lenguajes.

Se identificaron siete niveles diferentes (conocidos como estratos o capas , en ingles layers) , donde cada capa se ocupa de una parte de la comunicacion e interactua solamente con las capas inmediatamente superior e inferior.

Esta separacion, estrictamente vinculada con cuestiones fisicas y logicas del proceso de comunicacion, facilita el trabajo modular, por pedazos, y asi cada proveedor de hardware y software, especificos de cada una de las capas, se puede concentrar en un problema menor, parcializado, resolviendolo de manera simple, lo que permite la concurrencia de multiples proveedores en la solucion del problema, con la unica restriccion de que cumplan con el estandar de la capa en la cual trabajan.

Las siete capas establecidas por el modelo OSI son:

1-Estrato fisico

Se ocupa de las interfaces fisicas del medio de transrnision. Establece elementos estandares tales como el medio fisico de transmision (par trenzado, coaxil, etcetera) el voltaje utilizado y los conectores o enchufes (cantidad de pines, separacion entre ellos, como los RS-232, paralelos, seriales, etcetera).

2-Estrato de encadenamiento de datos

Se ocupa del contrl de flujo de la transmision . Permite la deteccion de errores en la transmision, y su recuperacion. Sin ocuparse del contenido de la transmision, se encarga de que lo enviado haya sido lo recibido. Como ejemplos podemos mencionar los protocolos X.25, HDLC, SDLC y BSC.

3-Estrato de red

Se ocupa de la asignacion de la ruta que deberan recorrer los datos. Arma los paquetes de datos -es decir, el conjunto de bytes que se envian juntos-, les antepone el header o cabecera, con todos los datos necesarios para rutear el paquete (se separa en paquetes debido a que un mensaje puede ser demasiado grande, buscando un tamaño apropiado para cada paquete, en funcion de las caracteristicas de los medios de transmision disponibles) por la red (como el domicilio en la correspondencia) y el trailler o cola, con el cierre del paquete y datos de control.

4- Estrato de transporte

Se ocupa del envio y la recepcion en si misma. Es el software que, en funcion de los datos de su header, envia el paquete por el vinculo Correspondiente, lo recibe en los nodos o equipos intermedios, lo reenvia, haciendole seguir su ruta, y lo recibe finalmente en destino. Es, tambien, el que "reclama" un paquete perdido y recibido con errores.

5- Estrato de sesion

Es el que maneja la comunicacion entre cada usuario y la maquina o sistema con el que se conecta. No se ocupa de los datos a transmitir en si, sino de la identificacion del usuario y cl mantenimiento de la comunicacion. Se ocupa del establecimiento de: la comunicacion, el inicio de la sesion, el mantenimiento de la sesion y el cierre de la sesion.

6-Estrato de presentacion

Se ocupa de la forma en que los datos se transmiten, como el cifrado y descifrado, la compresion de datos y demas.

7-Estrato de aplicaciones

Da algunos servicios estandares comunes, para que las diferentes aplicaciones puedan utilizarlos sin necesidad de esoribirlos nuevamente, tales corno: funciones para verificar Ias claves de usuarios y la transferencia de archivos.

El cumplimiento de estos estandares permite la conexion entre si de equipos que internamente "hablan" en diferente idioma; asi como la interconexion entre diferentes sistemas, adaptando la salida y la entrada al protocolo estandar del modelo OSI.

CLASIFICACIÓN DE REDES

Las redes pueden clasificarse de diferentes formas:

Según sea la utilización por parte de los usuarios pueden ser:

Redes Compartidas: aquellas a las que se une un gran número de usuarios, compartiendo todas las necesidades de transmisión e incluso con transmisiones de otra naturaleza.

Redes exclusivas: aquellas que por motivo de seguridad, velocidad o ausencia de otro tipo de red, conectan dos o más puntos de forma exclusiva. Este tipo de red puede estructurarse en redes punto a punto o redes multipunto.

Otro tipo se analiza en cuanto a la propiedad a la que pertenezcan dichas estructuras, en este caso se clasifican en:

Red pública: 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.

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.

Redes de Área Local (LAN)

Son redes de propiedad privada, de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Por ejemplo una oficina o un centro educativo.

Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo, con objeto de compartir recursos e intercambiar información.

Están restringidas en tamaño, lo cual significa que el tiempo de transmisión, en el peor de los casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de diseños (deterministas) que de otro modo podrían resultar ineficientes. Además, simplifica la administración de la red.

Suelen emplear tecnología de difusión mediante un cable sencillo al que están conectadas todas las máquinas.

Operan a velocidades entre 10 y 100 Mbps.

Tienen bajo retardo y experimentan pocos errores.

Redes de Área Metropolitana (MAN)

Son una versión mayor de la LAN y utilizan una tecnología muy similar. Actualmente esta clasificación ha caído en desuso, normalmente sólo distinguiremos entre redes LAN y WAN.

Redes de Área Amplia (WAN)

Son redes que se extienden sobre un área geográfica extensa. Contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar los programas de usuarios (hosts). Estos están conectados por la red que lleva los mensajes de un host a otro. Estas LAN de host acceden a la subred de la WAN por un router. Suelen ser por tanto redes punto a punto.

La subred tiene varios elementos:

- Líneas de comunicación: Mueven bits de una máquina a otra.

- Elementos de conmutación: Máquinas especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se suelen llamar encaminadores o routers.

Cada host está después conectado a una LAN en la cual está el encaminador que se encarga de enviar la información por la subred.

Una WAN contiene numerosos cables conectados a un par de encaminadores. Si dos encaminadores que no comparten cable desean comunicarse, han de hacerlo a través de encaminadores intermedios. El paquete se recibe completo en cada uno de los intermedios y se almacena allí hasta que la línea de salida requerida esté libre.

Se pueden establecer WAN en sistemas de satélite o de radio en tierra en los que cada encaminador tiene una antena con la cual poder enviar y recibir la información. Por su naturaleza, las redes de satélite serán de difusión.

Redes privadas.y publicas

Las redes pueden ser privadas o publicas:

Una red privada es aquella en que el trafico es realizado solamente por el propietario de la red, bien sea utilizando equipamiento propio o vinculos dedicados contratados. Como ejemplo de redes propias podemos mencionar, en general, las LAN. Tambien encontramos WAN propias en el caso de grandes empresas, que conectan todos sus edificios, sucursales y redes por medio de una red de uso exclusivo.

Una red publica es aquella en que el trafico es realizado por multiples usuarios, al estilo de la red de telefonia publica. La red publica se ocupa de vincular al emisor y el receptor, garantizando que la comunicacion se establece entre las puntas que la requieren. Como ejemplo de redes publicas podemos mencionar Internet, todos los usuarios se conectan a la misma red.

Dentro de una red publica podemos encontrar redes privadas virtuales (VPN, del ingles virtual Private Network), siendo estas subconjuntos de vinculos (permanentes o dialados) que trabajan "aislados", logicamente, del resto.