Telecomunicaciones, Internet y red de computadoras
Arquitectura y gobernanza de Internet
El tráfico de datos en Internet se transporta a través de redes troncales de alta velocidad
transcontinentales, que por lo general operan en el rango de 45 Mbps a 2.5 Gbps en la
actualidad. Casi todas estas líneas troncales pertenecen a las compañías telefónicas de larga distancia (denominadas proveedores de servicios de red) o a los
gobiernos nacionales. Las líneas de conexión local pertenecen a las compañías telefónicas y de televisión por cable regionales en Estados Unidos, que conectan a Internet a los
usuarios minoristas en los hogares y a empresas.
El sistema de nombres de dominio
El sistema de nombres de dominio (DNS) convierte los nombres de dominio en direcciones IP. El nombre de domino es el nombre en inglés o español que corresponde a la dirección IP numérica única de 32 bits para cada computadora conectada a Internet.
DIRECCIONAMIENTO Y ARQUITECTURA
DE INTERNET
Internet se basa en la suite de protocolos de red TCP/IP que describimos en una sección anterior en este capítulo. A cada computadora en Internet se le asigna una dirección de Protocolo de Internet (IP) única, que en la actualidad es un número de 32 bits representado por cuatro cadenas de números, los cuales varían de 0 a 255 y se separan por puntos. Por ejemplo, la dirección IP de www.microsoft.com es 207.46.250.119.
INTERNET
Internet se ha convertido en el sistema de comunicación público más extenso en el mundo, que en la actualidad compite con el sistema telefónico global en cuanto a alcance y rango. También es la implementación más grande en el mundo de la computación cliente/servidor y de las interredes, ya que vincula a millones de redes individuales en todo el mundo.
MEDIOS DE TRANSMISIÓN FÍSICOS
Las redes usan distintos tipos de medios de transmisión, entre ellos cable trenzado,
cable coaxial, fibra óptica y medios para la transmisión inalámbrica.
Velocidad de transmisión
La cantidad total de información digital que se puede transmitir a través de cualquier
medio de comunicación se mide en bits por segundo (bps).El número de ciclos por segundo que se pueden enviar a través del medio se mide en hertz: un hertz equivale a un ciclo por segundo.
Medios de transmisión inalámbricos: La transmisión inalámbrica se basa en las señales de radio de varias frecuencias. Hay tres tipos de redes inalámbricas que utilizan las computadoras: de microondas, celular
y Wi-Fi.
Fibra óptica y redes ópticas: consiste en tiras unidas de fibra de vidrio transparente, cada una del grosor de un cabello humano. Los datos se transforman en pulsos de luz, los cuales se envían a través del cable de fibra óptica mediante un dispositivo láser a velocidades que varían desde 500 kilobits hasta varios billones de bits por segundo en entornos experimentales.
Cable coaxial:consiste en cable
de cobre con aislamiento grueso, el cual puede transmitir un mayor volumen de datos que el cable trenzado.
Cable trenzado: El cable trenzado consiste en tiras de cable de cobre trenzadas en pares y es uno de los tipos más antiguos de medio de transmisión
TIPOS DE REDES
Hay muchos tipos distintos de redes y varias formas de clasificarlas. Una manera de verlas es en términos de su alcance geográfico
Redes metropolitanas y de área amplia:
Las redes de área amplia (WAN) abarcan distancias geográficas amplias: regiones
completas, estados, continentes o todo el globo terráqueo. La WAN más universal y
poderosa es Internet. Las computadoras se conectan a una WAN por medio de redes
públicas, como el sistema telefónico o los sistemas de cable privados, o por medio de
líneas o satélites que se rentan.
Redes de área local: Una red de área local( LAN) está diseñada para conectar computadoras personales y otros dispositivos digitales dentro de un radio de media milla o 500 metros. Las LAN también se utilizan para vincularse a redes de área amplia de larga distancia (WAN) y a otras redes alrededor del mundo por medio de Internet
Existen tres topologías importantes de
LAN que son
Topología de anillo conecta a los componentes de la red en un lazo cerrado.Los mensajes pasan de una computadora a otra sólo en una dirección a través del
lazo, y sólo una estación puede transmitir a la vez.
Topología de bus, una estación transmite señales que viajan en ambas direcciones a lo largo de un solo segmento de transmisión. Todas las señales se difunden en ambas direcciones a toda la red.
Topología de estrella, todos los dispositivos en la red se conectan a un solo concentrador.
Subtopic
COMPARACIÓN ENTRE SEÑALES DIGITALES Y ANALÓGICAS
Una señal analógica se representa mediante una forma de onda continua que pasa por un medio o canal de comunicación y se ha utilizado para la comunicación por voz. Los dispositivos analógicos más comunes son el auricular telefónico, el altavoz en su computadora o los audífonos. Una señal digital es una forma de onda binaria discreta, en vez de una forma de onda continua. Las señales digitales comunican la información como cadenas de dos estados discretos: bits cero y bits uno, que se representan como pulsos eléctricos de encendidoapagado.
TECNOLOGÍAS DE REDES DIGITALES CLAVE
Se basan en tres tecnologías clave: computación cliente/servidor, el uso de la conmutación de paquetes y el desarrollo de estándares de comunicación con amplio uso (el más importante de los cuales es el Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo Internet, o TCP/IP) para vincular redes y computadoras dispares.
Las tres tecnologías clave son:
TCP/IP y conectividad: Utiliza una suite de protocolos; TCP e IP son los principales. TCP se refiere al Protocolo de Control de Transmisión (TCP), el cual se encarga del movimiento de datos entre computadoras. IP se refiere al Protocolo de Internet (IP), el cual es responsable de la entrega de paquetes y comprende los procesos de desensamblar y reensamblar los paquetes durante la transmisión.
Conmutación de paquetes: es un método para dividir mensajes digitales en parcelas llamadas paquetes, y éstos se envían por distintas rutas de comunicación a
medida que se vuelven disponibles, para después reensamblarlos una vez que llegan
a sus destinos.
Computación cliente/servidor: un modelo de computación distribuida en el que parte del poder de procesamiento se encuentra dentro de pequeñas computadoras cliente económicas, y que reside literalmente en equipos de escritorio, laptops o en dispositivos portátiles.
RED DE COMPUTADORAS
El sistema operativo de red (NOS): enruta y administra las comunicaciones en la red y coordina los recursos de ésta. Puede residir en cualquier computadora en la red, o principalmente en una computadora servidor dedicada para todas las aplicaciones en la red.
Tajeta de interfaz de red (NIC): La mayoría de las computadoras personales en la actualidad tienen integrada esta tarjeta en la tarjeta madre. El medio de conexión para vincular componentes de red puede ser un cable telefónico, uno coaxial o una señal de radio, en el caso de las redes de teléfonos celulares y de área local inalámbricas(redes Wi-Fi).
Una red consiste de dos o más computadoras
conectadas entre sí.
TENDENCIAS DE REDES Y COMUNICACIÓN
En el pasado las empresas utilizaban dos tipos fundamentalmente distintos de redes:las redes telefónicas y las redes de computadora. En un principio, las redes telefónicas manejaban la comunicación por voz y las redes de computadoras se encargaban del tráfico de datos. Las compañías de computadoras fabricaron las redes computacionales con el objetivo original de transmitir datos entre los ordenadores en distintas
ubicaciones.
Internet en el futuro: IPv6 e Internet2
Ya se encuentra en desarrollo una
nueva versión del esquema de direccionamiento IP conocido como Protocolo de Internet
versión 6 (IPv6), el cual contiene direcciones de 128 bits (2 a la potencia de 128), o más
de mil billones de direcciones únicas posibles.
Internet2 y próxima generación de Internet (NGI) son consorcios que representan a 200 universidades, empresas privadas y agencias gubernamentales en Estados
Unidos, que trabajan en una nueva versión robusta de Internet con ancho de banda alto.
Ser vicios de Internet
Una computadora cliente que se conecta a Internet tiene acceso a una variedad de servicios, como el correo electrónico, los grupos electrónicos de discusión, las salas de chat y la mensajería instantánea, Telnet, el protocolo de transferencia de archivos (FTP) y Web. El correo electrónico permite intercambiar mensajes de una computadora a otra,
con capacidades para dirigir mensajes a varios recipientes, reenviar mensajes y adjuntar documentos de texto o archivos multimedia a los mensajes.
Voz sobre IP
La tecnología de Voz sobre IP (VoIP) transmite información
de voz en forma digital mediante el uso de la conmutación de paquetes, con lo cual se evitan los costos que cobran las redes telefónicas locales y de larga distancia.
Comunicaciones unificadas
Las comunicaciones unificadas integran canales dispares para comunicaciones de voz, comunicaciones de datos, mensajería
instantánea, correo electrónico y conferencias electrónicas en una sola experiencia,
en donde los usuarios pueden alternar entre los distintos modos de comunicación sin ningún problema.
Redes privadas virtuales
Una red privada virtual (VPN) es una red privada segura y cifrada que se ha configurado dentro de una red pública para aprovechar la economía de escala y las
facilidades administrativas de las grandes redes, como Internet.
Topic principal
WEB
Es un sistema con estándares aceptados de manera
universal para almacenar, recuperar, dar formato y mostrar información mediante el uso de una arquitectura cliente/servidor. Un sitio Web típico es una colección de páginas Web vinculadas a una página de inicio.
Hipertexto
Web se basan en un Lenguaje de Marcado de Hipertexto (HTML) estándar, el cual da formato a los documentos e incorpora vínculos dinámicos a otros documentos e imágenes almacenadas en la misma computadora o en equipos remotos
Servidores Web
Un servidor Web consiste en software para localizar y administrar páginas Web almacenadas. El servidor Web más común que se utiliza en la actualidad es el servidor Apache
HTTP, que controla el 54 por ciento del mercado.
Web 3.0 el ser vicio Web del futuro:Web 3.0 es la promesa de una Web futura en donde toda esta información digital y todos estos contactos se puedan entrelazar para formar una sola experiencia significativa.
Web 2.0:Web 2.0 tiene cuatro características distintivas: interactividad, control del usuario
en tiempo real, participación social (compartición) y contenido generado por el usuario
Búsqueda de información en Web
Nadie sabe con certeza cuántas páginas Web hay en realidad.
motores de búsqueda tratan de resolver el problema de encontrar información útil en
Web casi al instante y, en definitiva, son la “aplicación asesina” de la era de Internet.
Motores de búsqueda Sin duda, con tantas páginas Web el hecho de encontrar páginas
específicas que nos puedan ayudar con nuestros asuntos, casi al instante, es un problema
importante.
La optimización de motores de búsqueda (SEO) es el proceso de mejorar la calidad y el volumen del tráfico Web hacia un sitio Web, para lo cual se emplea una serie de técnicas que ayudan a un sitio Web a obtener una mayor clasificación con los principales motores de búsqueda cuando se colocan ciertas palabras y frases clave en el campo de búsqueda. La suposición es que entre más vínculos
haya para un sitio Web, más útil debe ser éste.
LA REVOLUCIÓN INALÁMBRICA
Los teléfonos celulares, las computadoras laptop y los pequeños dispositivos de bolsillo se han transformado en plataformas de cómputo portátiles que le permiten realizar algunas de las
tareas de computación que solía realizar en su escritorio.
SISTEMAS CELULARES
Las primeras generaciones de los sistemas celulares se diseñaron en primera instancia para la transmisión de voz y de datos limitados en forma de mensajes cortos.
Ahora las compañías de comunicaciones inalámbricas ofrecen redes celulares más
poderosas conocidas como redes de tercera generación o redes 3G, con velocidades de transmisión que varían desde los 144 Kbps para los usuarios móviles, por ejemplo
en un auto, hasta 2 Mbps para los usuarios fijos.
La siguiente evolución en la comunicación inalámbrica, conocida como redes 4G, se
basa por completo en la conmutación de paquetes y es capaz de alcanzar una velocidad de transmisión de 100 Mbps (que puede llegar a 1 Gbps bajo condiciones óptimas), con
una calidad de primera y mucha seguridad.
REDES INALÁMBRICAS DE COMPUTADORAS
Y ACCESO A INTERNET
Una variedad de tecnologías proveen acceso inalámbrico de alta velocidad a
Internet para las PC y otros dispositivos portátiles inalámbricos, así como para los teléfonos celulares. Estos nuevos servicios de alta velocidad tienen acceso extendido a
Internet en muchas ubicaciones que no se podrían cubrir mediante los servicios tradicionales fijos de Internet.
Bluetooth: Vincula hasta ocho dispositivos dentro de un área de 10 metros mediante el uso de comunicación basada en radio
de baja energía, y puede transmitir hasta 722 Kbps en la banda de 2.4 GHz. Los teléfonos celulares, localizadores, computadoras, impresoras y dispositivos de
cómputo que utilizan Bluetooth se comunican entre sí, e incluso unos operan a otros sin
necesidad de intervención directa por parte del usuario
Wi-Fi y acceso inalámbrico a Internet es el conjunto de estándares 802.11 para redes LAN inalámbricas y acceso inalámbrico a Internet también se conoce como Wi-Fi. En casi todas las comunicaciones Wi-Fi, los dispositivos inalámbricos se comunican con una LAN fija mediante el uso de puntos de acceso. Un punto de acceso es una caja que consiste en un receptor/transmisor de radio y antenas con vínculos a una red fija, un enrutador o un concentrador (hub). La mayoría de los dispositivos inalámbricos son máquinas cliente. Los servidores que las estaciones cliente móviles necesitan usar están en la LAN fija.
WiMax: WiMax, que significa interoperabilidad mundial para acceso por microondas, es el término popular para el estándar 802.16 del IEEE. Tiene un rango de acceso inalámbrico de hasta 31 millas y una velocidad de transmisión de hasta 75 Mbps. WiMax móvil es una de las
tecnologías de red previas a 4G que vimos antes en este capítulo. Clearwire, que pertenece a Sprint-Nextel, utiliza la tecnología WiMax como base para las redes 4G que está
implementando en el territorio de Estados Unidos.
REDES DE SENSORES INALÁMBRICAS Y RFID
Las tecnologías móviles están creando nuevas eficiencias y formas de trabajar en toda la
empresa. Además de los sistemas inalámbricos que acabamos de describir, los sistemas
de identificación por radio frecuencia y las redes de sensores inalámbricas están
teniendo un impacto importante.
Redes de sensores inalámbricas:Las redes de sensores inalámbricas (WSN) son redes de dispositivos inalámbricos interconectados, los cuales están incrustados en el entorno físico para proveer mediciones de muchos puntos a lo largo de espacios grandes. Estas redes pueden tener desde cientos hasta miles de nodos. Puesto que los dispositivos sensores inalámbricos se colocan en el campo durante años sin ningún tipo de
mantenimiento ni intervención humana, deben tener requerimientos de muy poco consumo de energía y baterías capaces de durar años.
Identificación por radiofrecuencia (RFID): Los sistemas de identificación por radio frecuencia (RFID) ofrecen una tecnología poderosa para rastrear el movimiento de productos a través de la cadena de suministro. Los sistemas RFID usan diminutas etiquetas con microchips incrustados que contienen datos sobre un artículo y su ubicación para transmitir señales de radio a
través de una distancia corta, a los lectores RFID.
