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Fundamentos de redes de datos

Fundamentos de redes de datos


Las redes de datos y la tecnología de redes de datos afectan a todas las áreas de la vida moderna, ya sea directa o indirectamente.

Las redes de datos se utilizan para redes de área local dentro de oficinas y negocios; las redes se utilizan para sistemas informáticos domésticos y normalmente incorporan Wi-Fi para permitir la conexión de una gran cantidad de dispositivos; se utilizan para aplicaciones de telecomunicaciones que proporcionan conexión para telecomunicaciones fijas y móviles; . y se utilizan en casi todos los ámbitos de la vida.

Aunque las diversas redes de datos que se utilizan para diferentes escenarios son diferentes, existen algunos fundamentos que son comunes en la industria de redes de datos. Los datos se pasan de un punto a otro y los conceptos básicos son los mismos en cualquier aplicación.

No solo los bloques de construcción básicos son los mismos, aunque la escala puede ser diferente, sino que muchos de los mismos problemas se presentan en redes grandes y pequeñas; la seguridad de la red es solo un ejemplo.

Dado que las redes de datos son tan importantes, la tecnología avanza todo el tiempo. Se están desarrollando nuevas técnicas y el hardware siempre está mejorando y aspectos como la seguridad de la red y el monitoreo de la red también avanzan rápidamente para garantizar que haya un entorno seguro y efectivo dentro de la red.

Ventajas de usar redes

Como las redes de datos son ahora un lugar común, sus ventajas a menudo se dan por sentadas. Hay muchas ventajas para configurar una red de datos:

  • Recursos compartidos: Un aspecto muy importante del uso de redes de datos es el hecho de que los recursos se pueden compartir. Originalmente, si era necesario compartir una impresora, por ejemplo, tendría que desconectarse de una computadora y conectarse a otra. Hoy en día se comparten muchos recursos, incluidas impresoras, almacenamiento e incluso acceso a Internet, que necesitará un buen firewall.
  • Comunicación: Cuando se conecta a través de una red de datos, la comunicación se hace mucho más fácil. Es posible enviar correos electrónicos tanto internamente como externamente, los archivos se pueden transferir muy fácilmente y hay muchas otras formas en las que vincular computadoras a través de una red es beneficioso. Sin una red, era necesario caminar físicamente con un disquete hasta la ubicación donde se necesitaba el archivo (las tarjetas de memoria flash no se inventaron entonces).
  • Trabajo colaborativo: Utilizando una red de datos es posible colaborar trabajando en un solo documento
  • Acceso a software almacenado de forma centralizada a menudo es necesario tener una única copia del software almacenada en un recurso central al que se puede acceder según sea necesario. Cuando se requiere el uso de una licencia, esta se puede asignar desde un recurso central a un usuario determinado.
  • Acceso a una base de datos central: Muchas empresas de ventas y otras organizaciones tienen una base de datos central a la que pueden acceder los vendedores telefónicos según sea necesario. Al ser un recurso central, cualquiera de las personas relevantes puede acceder a él.

Básicamente, las ventajas de las redes de datos dependen de diversas formas de comunicación y recursos compartidos. Esto hace que la justificación del uso de redes sea muy convincente.

Datos de conmutación de circuitos y de paquetes

Hay dos formas principales en las que las señales, y en este caso, los datos se pueden enviar a través de una red:

  • Conmutación de circuitos: Los datos de circuitos conmutados fueron la primera forma en que se enviaron datos a través de las redes. Usando este concepto, cuando los datos o incluso una señal analógica deben enviarse de un punto a otro, un cable se conecta de manera efectiva a su lugar y los datos se envían a través de este circuito. Tanto si el circuito estaba activo como si había un período de inactividad, ese circuito estaría dedicado a una transferencia determinada. Como los datos se envían normalmente en ráfagas, significó que se dedicó una gran cantidad de tiempo cuando no había datos pasando por el circuito.
  • Paquete conmutado: Los datos de conmutación de paquetes funcionan colocando los datos en paquetes de datos definidos, generalmente con direcciones de origen y destino agregadas, así como algunos otros gastos generales. Aunque hay que enviar más datos, el hecho de que el uso de la línea sea mucho mayor, significa que hay una mejora significativa en el uso de la línea. Cuando una gran cantidad de usuarios pueden compartir el mismo recurso, se necesita mucha menos infraestructura y esto se refleja en costos mucho más bajos: brinda beneficios tanto a los operadores de red como a los usuarios.

Direcciones IP

Un elemento importante de la tecnología de redes de computadoras en estos días es el uso de direcciones IP. Estas direcciones definen el destino del paquete de datos y también su origen. Al conocer estas direcciones, la red puede enrutar los datos correctamente.

Las direcciones IP o de protocolo de Internet son universales en Internet y proporcionan las direcciones necesarias para reenviar datos a través de la red a los destinos requeridos.

Las direcciones IP están contenidas en el encabezado del paquete, y la estructura del paquete de datos también se define dentro de los estándares IP.

Inicialmente se utilizó una versión del Protocolo de Internet conocida como IPv4. Esta tenía las conocidas direcciones IP que constan de un conjunto de cuatro números entre 1 y 254, separados por puntos. A medida que la cantidad de direcciones IP comenzó a agotarse, se introdujo una nueva versión de IP conocida como IPv6 que brinda, entre otras ventajas, una gran cantidad de direcciones IP adicionales.

Concentradores, conmutadores y enrutadores de red

Las primeras redes de computadoras se crearon simplemente conectando computadoras. Sin embargo, a medida que las redes de datos y la tecnología de redes han crecido, no es posible simplemente vincular las computadoras. los datos deben enrutarse a través de una variedad de rutas entre una gran cantidad de puntos finales diferentes.

Para lograr esto, se utilizan entidades de red denominadas hubs, switches y routers.

Los concentradores, conmutadores y enrutadores utilizados en las redes de datos son todos diferentes y, aunque los términos se utilizan a menudo (incorrectamente) para describir cualquiera de estas entidades, en realidad son bastante diferentes:

  • Concentrador de red: Un concentrador de red es el elemento más básico de la red principal. El concentrador de red transmite todos los datos que se reciben en un puerto a todos los demás. Los concentradores se usaban a menudo como un punto de conexión común. Sin embargo, el inconveniente es que, debido a que envían todos los datos a todos los puertos, puede surgir una congestión. En consecuencia, no se utilizan ampliamente en estos días.
  • Conmutador de red: Los conmutadores de red son más inteligentes que los concentradores y se utilizan ampliamente en redes grandes. Los conmutadores de red filtran y envían datos que presentan los datos que se enviarán solo al puerto requerido.
  • Enrutador de red: Los enrutadores son las formas más inteligentes de nodo de red que se utilizan para conectar datos. Un enrutador tiene mucha más inteligencia que un conmutador. Reenvía paquetes de datos entre redes, a menudo de un enrutador a otro hasta que llega a su destino. Cuando llega un paquete de datos de una red, el enrutador lee la información de la dirección para determinar el destino final. Usando información en su tabla de enrutamiento o política de enrutamiento, dirige el paquete a la siguiente red.

    Los enrutadores a menudo también contienen una capacidad adicional significativa en términos de saber dónde se enviarán los paquetes de datos y en términos de traducción de direcciones, etc.

Nota sobre los conmutadores y concentradores de los enrutadores Ethernet:

Los enrutadores, conmutadores y concentradores Ethernet son elementos esenciales para las redes de datos informáticos, lo que permite que los datos se gestionen y reenvíen según sea necesario. Los enrutadores, conmutadores y concentradores son diferentes y tienen diferentes capacidades. Aunque se usan más comúnmente con Ethernet, también están ampliamente disponibles, especialmente para redes grandes con otras interfaces también.

Leer más sobre el Enrutadores Ethernet, conmutadores y concentradores.

Clases de red de datos

A menudo es útil medir la escala de una computadora o red de datos. UNA

  • Red de área local, LAN: Como su nombre lo indica, este tipo de red se extiende sobre un área relativamente pequeña. Se ha sugerido que podría tener hasta 2 km de ancho como máximo. A menudo se utilizará para una sola empresa en la que no solo vinculará las computadoras, sino que proporcionará recursos comunes como impresoras, almacenamiento y posiblemente algunos otros aspectos, además de vincular a Internet y tener un firewall común.
  • Red de área metropolitana, MAN: El nombre de la red de área metropolitana ha caído un poco en desuso, ya que no es una red de área local ni una red de área amplia, y realmente no tiene una definición clara. Dicho esto, se ha sugerido en algunos sectores que podría tener entre 2 y 50 km de ancho.

    Básicamente, la terminología es útil para indicar una red que ha crecido más allá de la de una red de área local y requiere recursos y planificación adicionales para mantenerla. Para mantener la velocidad de conexión entre los nodos, será necesario utilizar conexiones de fibra óptica. Estas y otras mejoras serán necesarias para mantener el rendimiento para el tamaño más grande.

  • Red de área amplia, WAN: La terminología de red amplia todavía se usa ampliamente y se ha sugerido que este tipo de red probablemente tenga más de 50 km de diámetro. Una red de área amplia no solo tendrá muchos recursos conectados, sino que también necesitará tener conexiones rápidas y estar bien planificada.

El término red de área local es probablemente el más utilizado ya que posiblemente sea el mejor definido. La mayoría de las empresas tendrán una red de área local en un solo sitio.

Red de arquitectura

La forma en que se diseña e implementa una red de datos tiene un impacto significativo en su rendimiento. Aunque puede parecer que se pueden agregar enrutadores y conmutadores según sea necesario, este no es el método óptimo para construir una red eficaz.

A menudo, con las redes de computadoras de la empresa, se agregan áreas adicionales y esto se puede acomodar con relativa facilidad, siempre es mejor planificar la arquitectura de la red para obtener el rendimiento óptimo.

Desarrollos de redes de datos

A medida que aumentan los requisitos para las grandes redes de datos con la eficiencia, la fiabilidad y la flexibilidad deben incrementarse siempre. Se han introducido nuevas técnicas para satisfacer las necesidades.

  • Redes definidas por software, SDN: Una de las técnicas clave que se está utilizando para mejorar el rendimiento de las redes de datos se llama redes definidas por software. Con esta técnica se separan las funciones de control y reenvío de la red, lo que permite reconfigurar la red más fácilmente para satisfacer las necesidades del momento. Si se lleva a cabo el monitoreo de la red y se presentan los resultados, entonces la reconfiguración se puede realizar con un conocimiento completo del desempeño de la red.
  • Virtualización de funciones de red, NFV: Junto con muchas otras áreas que utilizan el procesamiento, es posible utilizar un conjunto de hardware de procesamiento estándar en la red y esto se puede configurar para proporcionar la función requerida. A medida que cambia el uso, esto se puede reconfigurar para proporcionar una función diferente si es necesario. De esta forma la red de datos puede responder a las necesidades del minuto de forma más fácil y eficaz.

Monitoreo de red

Las grandes redes de datos pueden ser elementos muy complicados. Puede resultar difícil predecir cómo funcionarán e incluso saber cuándo hay un problema. A menudo, si un nodo u otro elemento falla, el sistema enrutará automáticamente los datos a través de otra ruta.

Si bien este nivel de automatización es bueno, no siempre es fácil detectar cuándo hay un problema, aunque la latencia (el tiempo que tardan los datos en viajar) aumentará y es probable que haya cuellos de botella en los datos.

Para superar estos problemas, las grandes redes de datos suelen tener sofisticados monitores de red. Estos monitores de red normalmente están integrados en el sistema. Como resultado, estos monitores de red pueden observar el funcionamiento de la red y detectar problemas y, a menudo, detectar formas en las que la red podría reconfigurarse para optimizar su funcionamiento.

Para grandes redes de datos, la presencia de monitores de red es absolutamente esencial si se quiere garantizar el funcionamiento confiable de la red.

Seguridad de la red

A medida que el uso de la tecnología informática entra en más áreas de la vida y aumenta su importancia, también aumentan los riesgos. Con los piratas informáticos cada vez más ingeniosos, el tema de la seguridad de la red es motivo de gran preocupación.

Hay varios aspectos de la seguridad de la red, desde la seguridad de la red de telecomunicaciones hasta varios aspectos de la seguridad de la red informática.

La seguridad de la red informática es de especial interés para cualquier persona que ejecute cualquier forma de red informática, ya sea para un sistema informático doméstico o para una empresa pequeña o grande.

Nos guste o no, las redes informáticas afectan a todos los ámbitos de nuestra vida, desde las redes de telecomunicaciones que usamos hasta las redes informáticas domésticas y otras grandes redes de datos que utilizan las empresas cuando necesitamos comprar algo. Las redes de datos están en todos los ámbitos de la vida y, aunque se utilizan para fines ligeramente diferentes, muchos de los fundamentos son exactamente los mismos.

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