Arquitecturas de Redes

La arquitectura de red es el medio más efectivo en cuanto a costos para desarrollar e implementar un conjunto coordinado de productos que se puedan interconectar. La arquitectura es el “plan” con el que se conectan los protocolos y otros programas de software. Este es benéfico tanto para los usuarios de la red como para los proveedores de hardware y software.

Características de las Arquitecturas

·      Separación de funciones. Dado que las redes separa los usuarios y los productos que se venden evolucionan con el tipo, debe haber una forma de hacer que las funciones mejoradas se adapten a la última . Mediante la arquitectura de red el sistema se diseña con alto grado de modularidad, de manera que los cambios se puedan hacer por pasos con un mínimo de perturbaciones.

·       Amplia conectividad. El objetivo de la mayoría de las redes es proveer conexión optima entre cualquier cantidad de nodos, teniendo en consideración los niveles de seguridad que se puedan requerir.

·    Recursos compartidos. Mediante las arquitecturas de red se pueden compartir recursos tales como impresoras y bases de datos, y con esto a su vez se consigue que la operación de la red sea más eficiente y económica.

·    Administración de la red. Dentro de la arquitectura se debe permitir que el usuario defina, opere, cambie, proteja y de mantenimiento a la de.

·        Facilidad de uso. Mediante la arquitectura de red los diseñadores pueden centra su atención en las interfaces primarias de la red y por tanto hacerlas amigables para el usuario.

·        Normalización. Con la arquitectura de red se alimenta a quienes desarrollan y venden software a utilizar hardware y software normalizados. Mientras mayor es la normalización, mayor es la colectividad y menor el costo.

·      Administración de datos. En las arquitecturas de red se toma en cuenta la administración de los datos y la necesidad de interconectar los diferentes sistemas de administración de bases de datos.

·   Interfaces. En las arquitecturas también se definen las interfaces como de persona a red, de persona y de programa a programa. De esta manera, la arquitectura combina los protocolos apropiados (los cuales se escriben como programas de computadora) y otros paquetes apropiados de software para producir una red funcional.

·       Aplicaciones. En las arquitecturas de red se separan las funciones que se requieren para operar una red a partir de las aplicaciones comerciales de la organización. Se obtiene más eficiencia cuando los programadores del negocio no necesitan considerar la operación.

  

Tipos de Arquitecturas

1.    Ethernet

Desarrollado por la compañía XERTOX y adoptado por la DEC (Digital Equipment Corporation), y la Intel, Ethernet fue uno de los primeros estándares de bajo nivel. Actualmente es el estándar más ampliamente usado.

Ethernet esta principalmente orientado para automatización de oficinas, procesamiento de datos distribuido, y acceso de terminal que requieran de una conexión económica a un medio de comunicación local transportando tráfico a altas velocidades

Este protocolo está basado sobre una topología bus de cable coaxial, usando CSMA/CD para acceso al medio y transmisión en banda base a 10 MBPS. Además de cable coaxial soporta pares trenzados. También es posible usar Fibra Óptica haciendo uso de los adaptadores correspondientes.

Además de especificar el tipo de datos que pueden incluirse en un paquete y el tipo de cable que se puede usar para enviar esta información, el comité especifico también la máxima longitud de un solo cable (500 metros) y las normas en que podrían usarse repetidores para reforzar la señal en toda la red.

Tipo de Ethernet	Velocidad (Mbps)	Distancia (m)	Media
10Base5 (IEEE 802.3)	10	500	Coaxial Grueso
10Base2 (IEEE 802.3)	10	185	Coaxial Fino
10BaseT (IEEE 802.3)	10	100	UTP
10BaseF(IEEE 802.3)	10	2000	Fibra Óptica

 Velocidad de transmisión del cableado

Ethernet define de qué manera se introducirán los datos en la red. Donde se indicará el receptor, el emisor donde irán los datos, donde irá el Checksum, entre otros. Esto se define en la trama Ethernet. Las topologías utilizadas son bus, estrella y árbol.

2.    Fast Ethernet

Para aumentar la velocidad de la red de 10 Mbps a 100 Mbps se han definido nuevos estándares de Ethernet denominados en conjunto Fast Ethernet (IEEE 802.3u). Tres nuevos tipos de redes Ethernet han visto la luz. Las topologías posibles quedan reducidas a la topología estrella.

Tipo de Ethernet	Velocidad (Mbps)	Media
100BaseTX (IEEE 802.3u)	100	UTP de categoría 6
100BaseFX (IEEE 802.3u)	100	Fibra óptica
100BaseT4 (IEEE 802.3u)	100	UTP de categoría 3 modificado *

Ventajas:

-Está conformada por un switch es mucho más rápida y segura que una wifi, ya que estas alcanzan velocidades reales de 300Mbps actualmente.

- La instalación es más sencilla

- Es mucho más económica.

Desventajas:

-Cuando el receptor no entiende el mensaje de la manera en la que fue emitido.

- No se da el proceso de comunicación eficaz.

3.    LocalTalk

El protocolo LocalTalk fue desarrollado por Apple Computer, Inc. para ordenadores Macintosh. El método de acceso al medio es el CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance). Este método, similar al de Ethernet (CSMA/CD) se diferencia en que el ordenador anuncia su transmisión antes de realizarla. Mediante el uso de adaptadores LocalTalk y cables UTP especiales se puede crear una red de ordenadores Mac a través del puerto serie.

El sistema operativo de estos establece relaciones punto a punto sin necesidad de software adicional, aunque se puede crear una red cliente servidor con el sofware AppleShare.

Con el protocolo LocalTalk se pueden utilizar topologías bus, estrella o árbol usando cable UTP pero la velocidad de transmisión es de .23 Mbps, muy inferior a la de Ethernet.

Ventajas:

• Compartir recursos como impresoras y servidores de archivo.
• Transfiere información a una velocidad de 230 kilobits por segundo.
• Enlaza hasta 32 dispositivos (nodos) en una distancia de aproximadamente 300 metros.

Desventajas:

• Solo es para los equipos Apple Macintosh.
• Deben estar equipados con hardware AppleTalk y con software adecuado AppleTalk

4.    Token Ring

La Arquitectura Token Ring fue desarrollada por IBM a mediados de los 80. El modo de acceso al medio está basado en el traspaso del testigo (token passing). En una red Token Ring los ordenadores se conectan formando un anillo. Un testigo (token) electrónico pasa de un ordenador a otro. Cuando se recibe este testigo se está en disposición de emitir datos. Estos viajan por el anillo hasta llegar a la estación receptora. Las redes Token Ring se montan sobre una topología estrella cableada (star-wired) con par trenzado o fibra óptica. Se puede transmitir información a 4 o 16 Mbs. Cabe decir que el auge de Ethernet está causando un descenso cada vez mayor del uso de esta tecnología.

Como se puede ver, la trama de Token Ring es similar a la de Ethernet, la principal diferencia consiste en que a los datos se le agrega un Token, que es el que marca la prioridad de transmisión.

Ventajas:

• No requiere de enrutamiento.
• Requiere poca cantidad de cable.
• Fácil de extender su longitud, ya que el nodo está diseñado como repetidor, por lo que permite amplificar la señal y mandarla más lejos.

Desventajas:

• Altamente susceptible a fallas.
• Una falla en un nodo deshabilita toda la red (esto hablando estrictamente en el concepto puro de lo que es una topología de anillo).
• El software de cada nodo es mucho más complejo.

5. FDDI

FDDI son las siglas de Fiber Distributed Data Interface. Este protocolo de red se utiliza principalmente para interconectar dos o más redes locales que con frecuencia distan grandes distancias.

El método de acceso al medio utilizado por FDDI está basado también en el paso de testigo. La diferencia es que en este tipo de redes la topología es de anillo dual. La transmisión se da en uno de los anillos, pero si tiene lugar un error en la transmisión el sistema es capaz de utilizar una parte del segundo anillo para cerrar el anillo de transmisión. Se monta sobre cables de fibra óptica y se pueden alcanzar velocidades de 100 Mbps.

ventajas:

• Bajas pérdidas: es posible transmitir las señales a larga distancia sin necesidad de repetidores o poner estos muy separados entre ellos.
• Gran capacidad para transmitir datos debido a la elevada frecuencia de la portadora.
•  Inmunidad frente a interferencias electromagnéticas radiaciones.
•  Son dieléctricas: asegura el aislamiento eléctrico del cable y permite su empleo y manipulación sin peligro en instalaciones de alta tensión. 

Desventajas:

•      Mayor coste
•      Necesidad de usar transmisores y receptores más caros
•      La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.
•     No puede transmitir potencia eléctrica para alimentar dispositivos.