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Guía de estudio de los fundamentos de la red

Los fundamentos de las redes enseñan los componentes básicos del diseño moderno de redes. Aprenda diferentes tipos de redes, conceptos, arquitectura y diseño.



Guía de estudio de la biblioteca en líneaLos fundamentos de redes enseñan a los estudiantes de ciencias de la computación los componentes básicos del diseño de redes moderno. Por lo general, aprenderá acerca de los diferentes tipos de redes, conceptos de redes, arquitectura de redes, comunicaciones de red y diseño de redes.


Lista de verificación de los fundamentos de la red

Ir a un tema:

Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaIntroducción: términos clave que debe conocer
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaDefinición de una red
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaDiferentes tipos de redes
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaLa importancia de los estándares de red
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaComponentes, dispositivos y funciones de red
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaModelos de red
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaLas 7 capas del modelo OSI
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaEl modelo TCP / IP
Sección de la guía de estudio de la biblioteca en líneaTopologias de red


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Introducción: términos clave que debe conocer

Las siguientes definiciones le ayudarán a comprender mejor las redes informáticas:

Definición de una red

Una red es un grupo de dos o más sistemas informáticos u otros dispositivos que están conectados entre sí para intercambiar datos. Las redes comparten recursos, intercambian archivos y comunicaciones electrónicas. Por ejemplo, las computadoras en red pueden compartir archivos o varias computadoras en la red pueden compartir la misma impresora.

Diferentes tipos de redes

Existen muchos tipos de redes informáticas. Los tipos comunes de redes incluyen los siguientes:

  • Red de área local (LAN): las computadoras están geográficamente cerca (es decir, en el mismo edificio).
  • Red de área amplia (N): Las computadoras están más separadas y conectadas por líneas telefónicas o radios.
  • Red del área metropolitanak (MAN): Red de datos diseñada para un pueblo o ciudad.
  • Red de área local (HAN): una red contenida dentro del hogar de un usuario que conecta los dispositivos digitales de una persona.
  • Red privada virtualk (VPN): una red que se construye utilizando cables públicos, generalmente Internet, para conectarse a una red privada, como la red interna de una empresa.
  • Red de área de almacenamiento (SAN): una red de dispositivos de almacenamiento de alta velocidad que también conecta esos dispositivos de almacenamiento con servidores.

Lectura recomendada: Guía de estudio de la red privada virtual (VPN) de la biblioteca en línea.

La importancia de los estándares de red

Los estándares de red son importantes para garantizar que hardre y softre puedan trabajar juntos. Sin estándares, no sería fácil desarrollar una red para compartir información. Los estándares de trabajo en red se pueden clasificar en uno de dos tipos: formal y de facto (informal).

Los estándares formales son desarrollados por organizaciones industriales o gobiernos. Existen estándares formales para la capa de red softre, capa de enlace de datos, hardre y así sucesivamente. La estandarización formal es un proceso largo de desarrollo de la especificación, identificación de opciones y aceptación de la industria.



Hay varias organizaciones líderes para la estandarización, incluida la Organización Internacional de Normalización (ISO) y el Instituto Nacional Estadounidense de Normas (ANSI). La organización de estándares más conocida del mundo es Internet Engineering Task Force (IETF). IETF establece los estándares que gobiernan la cantidad de Internet que opera.

La segunda categoría de estándares de redes son los estándares de facto. Estos estándares generalmente surgen en el mercado y son respaldados por proveedores de tecnología, pero no tienen respaldo oficial. Por ejemplo, Microsoft Windows es un estándar de facto, pero ninguna organización de estándares lo reconoce formalmente. Simplemente, es ampliamente reconocido y aceptado.

Componentes, dispositivos y funciones de red

Las redes comparten dispositivos y funciones comunes, como servidores, medios de transmisión (el cableado utilizado para conectar la red), clientes, datos compartidos (por ejemplo, archivos y correo electrónico), tarjetas de red, impresoras y otros dispositivos periféricos.

La siguiente es una breve introducción a los dispositivos y componentes de red comunes. Puede hacer clic en cualquier enlace a continuación para leer la definición completa de la biblioteca en línea:

¿Qué es una expresión lógica?

Servidor: Una computadora o dispositivo en una red que administra los recursos de la red. Los servidores suelen ser dedicados, lo que significa que no realizan otras tareas además de sus tareas de servidor.

Cliente: Un cliente es una aplicación que se ejecuta en una computadora personal o estación de trabajo y depende de un servidor para realizar algunas operaciones.

Dispositivos: Dispositivos informáticos, como una unidad de CD-ROM o una impresora, que no forman parte de la computadora esencial. Los ejemplos de dispositivos incluyen unidades de disco, impresoras y módems.

Medios de transmisión: el tipo de sistema físico utilizado para llevar una señal de comunicación de un sistema a otro. Ejemplos de medios de transmisión incluyen cable de par trenzado, cable coaxial y cable de fibra óptica.

Sistema operativo de red (NOS): Un sistema operativo de red incluye funciones especiales para conectar computadoras y dispositivos a una red de área local (LAN). El término sistema operativo de red generalmente se reserva para softre que mejora un sistema operativo básico al agregar funciones de red.

Sistema operativo: Los sistemas operativos proporcionan una plataforma softre sobre la cual se pueden ejecutar otros programas, llamados programas de aplicación. Los sistemas operativos realizan tareas básicas, como reconocer la entrada del teclado, enviar la salida a la pantalla de visualización, realizar un seguimiento de los archivos y directorios en el disco y controlar dispositivos periféricos como unidades de disco e impresoras.

Tarjeta de interfaz de red (NIC): Una placa de expansión que inserta en una computadora para que la computadora pueda conectarse a una red. La mayoría de las NIC están diseñadas para un tipo particular de red, protocolo y medio, aunque algunas pueden servir a varias redes.

Cubo: Un punto de conexión común para los dispositivos en una red. Un concentrador contiene varios puertos. Cuando un paquete llega a un puerto, se copia a los otros puertos para que todos los segmentos de la LAN puedan ver todos los paquetes.

Cambiar: Un dispositivo que filtra y codifica paquetes entre segmentos de LAN. Los conmutadores operan en la capa de enlace de datos (capa 2) y, a veces, en la capa de red (capa 3) del modelo de referencia OSI.

Enrutador: Un enrutador es un dispositivo que transmite paquetes de datos a lo largo de las redes. Un enrutador está conectado a al menos dos redes y está ubicado en puertas de enlace, los lugares donde se conectan dos o más redes.

Lectura recomendada: La diferencia entre concentradores, conmutadores y enrutadores

Gatey: Un nodo en una red que sirve como entrada a otra red.

Puente: Un dispositivo que conecta dos redes de área local (LAN) o dos segmentos de la misma LAN que utilizan el mismo protocolo

Unidad de servicio de canal / Unidad de servicio digital (CSU / DSU): La CSU es un dispositivo que conecta un terminal a una línea digital. Normalmente, los dos dispositivos se empaquetan como una sola unidad.

Adaptador de terminal (Adaptador ISDN): dispositivo que conecta una computadora a una línea de comunicación digital externa, como una línea ISDN. Un adaptador de terminal es un poco como un módem, pero solo necesita transmitir señales digitales.

Punto de acceso: Un dispositivo duro o el software de una computadora que actúa como un centro de comunicación para que los usuarios de un dispositivo inalámbrico se conecten a una LAN cableada.

Módem (modulador-demodulador): un módem es un dispositivo o programa que permite que una computadora transmita datos, por ejemplo, a través de líneas telefónicas o de cable.

Firell: Un sistema diseñado para evitar el acceso no autorizado hacia o desde una red privada. Los Firells se pueden implementar tanto en hardre como en softre, o una combinación de ambos.

Lectura recomendada: Las diferencias y características de Hardre y Softre Firells

Dirección MAC: Una dirección MAC (control de acceso a medios), a veces denominada dirección física o dirección física, es un código de identificación que se asigna a un adaptador de red o cualquier dispositivo con capacidad de red incorporada.

Modelos de red

Para simplificar las redes, todo está separado en capas y cada capa maneja tareas específicas y es independiente de todas las demás capas. El control se pasa de una capa a la siguiente, comenzando en la capa superior en una estación y procediendo a la capa inferior, sobre el canal a la siguiente estación y una copia de seguridad de la jerarquía. Los modelos de red se utilizan para definir un conjunto de capas de red y cómo interactúan. Los dos modelos de red más reconocidos incluyen el modelo TCP / IP y el modelo de red OSI.

Las 7 capas del modelo OSI

Open System Interconnect (OSI) es un estándar abierto para todos los sistemas de comunicación. El modelo OSI define un marco de trabajo en red para implementar protocolos en siete capas.

Capa fisica

Esta capa transmite el flujo de bits (impulso eléctrico, luz o señal de radio) a través de la red a nivel eléctrico y mecánico. Proporciona los medios más estrictos para enviar y recibir datos en un portador, incluida la definición de cables, tarjetas y aspectos físicos. Los ejemplos incluyen Ethernet, FDDI, B8ZS, V.35, V.24, RJ45.

Capa de enlace de datos

En esta capa, los paquetes de datos se codifican y decodifican en bits. Proporciona conocimiento y gestión del protocolo de transmisión y maneja errores en la capa física, control de flujo y sincronización de tramas. La capa de enlace de datos se divide en dos subcapas: la capa Media Access Control (MAC) y la capa Logical Link Control (LLC). Los ejemplos incluyen PPP, FDDI, ATM, IEEE 802.5 / 802.2, IEEE 802.3 / 802.2, HDLC, Frame Relay.

Capa de red

Esta capa proporciona tecnologías de conmutación y enrutamiento, creando rutas lógicas, conocidas como circuitos virtuales, para transmitir datos de un nodo a otro. El enrutamiento y el reenvío son funciones de esta capa, así como el direccionamiento, la interconexión de redes, el manejo de errores, el control de congestión y la secuenciación de paquetes. Los ejemplos incluyen AppleTalk DDP, IP, IPX.

Capa de transporte

Esta capa proporciona una transferencia transparente de datos entre sistemas finales o hosts, y es responsable de la recuperación de errores de un extremo a otro y el control del flujo. Garantiza una transferencia de datos completa. Los ejemplos incluyen SPX, TCP, UDP.

Capa de sesión

Esta capa establece, administra y termina las conexiones entre aplicaciones. La capa de sesión configura, coordina y finaliza conversaciones, intercambios y diálogos entre las aplicaciones en cada extremo. Los ejemplos incluyen NFS, nombres NetBios, RPC, SQL.

Capa de presentación

Esta capa proporciona independencia de las diferencias en la representación de datos (por ejemplo, encriptación) al traducir de la aplicación al formato de red y viceversa. Esta capa formatea y cifra los datos que se enviarán a través de una red, lo que brinda libertad de problemas de compatibilidad. Los ejemplos incluyen cifrado, ASCII, EBCDIC, TIFF, GIF, PICT, JPEG, MPEG, MIDI.

Capa de aplicación

Esta capa admite procesos de aplicaciones y usuarios finales. Se identifican los socios de comunicación, se identifica la calidad del servicio, se consideran la autenticación y la privacidad del usuario, y se identifica cualquier restricción en la sintaxis de los datos. Todo en esta capa es específico de la aplicación. Esta capa proporciona servicios de aplicaciones para transferencias de archivos, correo electrónico y otros servicios de software de red. Los ejemplos incluyen navegadores WWW, NFS, SNMP, Telnet, HTTP, FTP

Lectura recomendada: Ver la biblioteca en línea 7 capas de la guía de estudio del modelo OSI para obtener descripciones y diagramas detallados.

El modelo TCP / IP

El modelo de red TCP / IP es un modelo de referencia de cuatro capas. Todos los protocolos que pertenecen al conjunto de protocolos TCP / IP se encuentran en las tres capas superiores de este modelo.

Solicitud

Define los protocolos de aplicación TCP / IP y cómo los programas del host interactúan con los servicios de la capa de transporte para utilizar la red. Los ejemplos de protocolo incluyen HTTP, Telnet, FTP, TFTP, SNMP, DNS, SMTP.

Transporte

Proporciona gestión de sesiones de comunicación entre equipos host. Define el nivel de servicio y el estado de la conexión que se usa al transportar datos. Los ejemplos de protocolo incluyen TCP, UDP, RTP.

Internet

Empaqueta datos en datagramas IP, que contienen información de direcciones de origen y destino que se utiliza para forjar los datagramas entre hosts y redes. Realiza enrutamiento de datagramas IP. Los ejemplos de protocolos incluyen IP, ICMP, ARP, RARP.

Interfaz de red

Especifica detalles de cómo se envían físicamente los datos a través de la red, incluida la forma en que los bits se señalizan eléctricamente mediante dispositivos rígidos que interactúan directamente con un medio de red, como cable coaxial, fibra óptica o cable de cobre de par trenzado. Los ejemplos de protocolo incluyen Ethernet, Token Ring, FDDI, X.25, Frame Relay, RS-232, v.35.

Cada capa del modelo TCP / IP corresponde a una o más capas del modelo de referencia de interconexión de sistemas abiertos (OSI) de siete capas.

Topologias de red

La topología de la red se refiere a la forma o disposición de los diferentes elementos de una red informática (es decir, enlaces y nodos). La topología de red define cómo los diferentes nodos de una red se conectan entre sí y cómo se comunican está determinada por la topología de la red.

Las topologías son físicas o lógicas. Hay cuatro topologías principales utilizadas en las LAN.

Topología del bus

Todos los dispositivos están conectados a un cable central, llamado bus o backbone. Las redes de bus son relativamente económicas y fáciles de instalar para redes pequeñas.

Topología en anillo

Todos los dispositivos están conectados entre sí en forma de bucle cerrado, de modo que cada dispositivo está conectado directamente a otros dos dispositivos, uno a cada lado.

Topología de las estrellas

Todos los dispositivos están conectados a un concentrador central. Las redes en estrella son relativamente fáciles de instalar y administrar, pero pueden producirse cuellos de botella porque todos los datos deben pasar por el concentrador.

Topología de árbol

Una topología de árbol combina características de topologías de bus lineal y estrella. Consiste en grupos de estaciones de trabajo configuradas en estrella conectadas a un cable de red troncal de bus lineal.

Estas topologías también se pueden mezclar. Por ejemplo, una red de bus en estrella consiste en un bus de gran ancho de banda, llamado backbone, que conecta una colección de segmentos en estrella de ancho de banda más lento.

Lectura recomendada: Ver biblioteca en línea ¿Qué son las topologías de red? Guía de estudio para obtener descripciones y diagramas detallados.