COMPUTACIÓN EN REDES

Originalmente, los computadores fueron concebidos bajo un esquema de funcionamiento independiente. Esto implicaba un computador que funcionaba en forma totalmente autónoma, sin tener comunicación con otros computadores para obtener información. Lo cual, no ayuda al trabajo en grupo al que está acostumbrado el ser humano, sobre todo en un ámbito tan complejo como es la computación.

La computación actualmente cuenta con muchas herramientas que han nacido de la necesidad de las personas por comunicarse. Como son:

• Redes locales
• Redes locales dentro de empresas, o hasta dentro de las ciudades.
• Redes telefónicas
• Comunicación Vía Satélite
• Comunicación por medio de radio, microondas, infrarrojo, etc.

Conexión Computadores

Los Computadores se pueden conectar comúnmente de tres maneras.

1. A través de una salida detrás del computador, salida serial, utilizando un cable para conectar dos computadores.
2. Por medio de la utilización de un modem, el cual se puede conectar a un servidor, Internet, o a otro computador que también tenga un modem.
3. También se puede lograr, a través de una tarjeta de red que puede ser insertada en el computador. Para ello se tiene que estar conectado dentro de una red de computadores.

Conceptos básicos de redes

• Red es una colección interconectada de computadores autónomos.
• ¿Para qué se usan las redes?
• Compartir Recursos, esto se refiere al Hardware, como puede ser CPU (capacidad de procesamiento), impresora, etc.
• Compartir Información, entregar distintos tipos de información, Bases de Datos. Seguridad en el caso de los Bancos.
• Permitir Comunicación , ofrece nuevos tipos de comunicación entre las personas, email, video conferencias, chat, etc.
• Proveer confiabilidad, se puede tener más de una fuente para los recursos, lo cual entrega seguridad.
• La escalabilidad de los recursos computacionales, si se necesita más procesamiento computacional, se puede comprar un computador más si se necesita.

Clases de redes

Se pueden clasificar las redes de distinta forma: tecnologías de trasmisión o dimensiones.

• Tecnología de transmisión
• Broadcast. Un solo canal de comunicación compartido por todas las máquinas. Un paquete mandado por alguna máquina es recibido por todas las otras.

• Point-to-point. Muchas conexiones entre pares individuales de máquinas. Los paquetes de A a B pueden atravesar máquinas intermedias, para lo cual se necesita el ruteo (routing) para dirigirlos.

Escala o Tamaño de las Redes

Se pueden clasificar las redes por medio de las dimensiones que ellas utilizan, las cuales tienen tipos especiales o convenientes de transmisión.

• Multicomputadores: 1 m
• LAN (local area network): 10 m a 1 km
• MAN (metropolitan area network): 10 km
• WAN (wide area network): 100 km a 1.000 km
• Internet: 10.000 km
• LANs
• Normalmente usan la tecnología de broadcast: un solo cable con todas las máquinas conectadas.
• WANs
• Consisten en una colección de hosts (máquinas) o LANs de hosts conectados por una subred.
• La subred consiste en las líneas de transmisión y ruteadores, que son computadores dedicados a cambiar de ruta.
• Se mandan los paquetes de un ruteador a otro. Se dice que la red es packet-switched (paquetes ruteados) o store-and-forward (guardar y reenviar).
• INTERNET
• Es una red de redes vinculadas por gateways, que son computadores que pueden traducir entre formatos incompatibles.
• Redes inalámbricas
• Una red inalámbrica puede usar: ondas de radio, microondas, satélites, infrarrojo, u otros mecanismos para comunicarse.

Las redes pueden estar diseñadas de dos maneras distintas, como anillos o como estrellas, cada una de ellas tiene distintas ventajas y usos.

Las redes de anillos, son especiales para un número pequeño de computadores. Una de las ventajas es que no se necesita ningún otro implemento que los computadores que se van a conectar, con las tarjetas y una conexión de cables apropiada. La gran desventaja que tiene es que si el cable se encuentra dañado, la red no funciona. Además no permite mucha velocidad dentro de la red.

Las redes en estrella, necesitan de un computador central o HUB, que controle y dirija las conexiones con los computadores. Si un pedazo de la red, el cable, se encuentra dañado el resto de la red sigue funcionando. Permite un mayor desempeño de la información que viaja dentro de esta red comparada con la de anillos

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Hardware que Necesitan las Redes

• Computadores que forman la red.
• Tarjetas de modem o de red en cada computador, si son sólo dos no se necesitan.
• Una línea de conexión entre los computadores
• Simple línea telefónica
• Cableado de red: Coaxial o 10 BaseT (parecido al cable telefónico).
• Otra forma de conexión: vía ondas.
• Para interconectar distintos computadores entre sí y también diferentes redes de computadores se usan Bridges, HUBs, o Switches.

Tipos de Conexión

Una persona puede entrar (conectarse) a través de dos esquemas básicos:

• Conexión directa. Incluso puede entenderse como una conexión permanente: el computador (o terminal) están en conexión permanente con otros (servidor o red directamente). Esta conexión se hace a través de cables, utilizando la tarjeta de red del computador. Según esto se pueden reconocer distintas topologías.
• Conexión remota o indirecta. Esta conexión es de tipo esporádico, ya que el puente de comunicación no está permanentemente activo. Sólo se establece la conexión cuando el computador necesita de la red, para mandar y recibir información. Usualmente se utiliza un módem y la línea telefónica, también se puede utilizar una tarjeta de red. La conexión se establece con una llamada y se termina al colgar la llamada. Existen conexiones de este tipo que funcionan permanentemente, utilizando una línea telefónica dedicada (su único propósito es comunicar información de uno a otro computador). Se podría decir que es una conexión directa a través de una línea telefónica, en lugar de usar cables físicamente conectados.

Software de Red, Protocolo de Comunicación (Lenguaje)

• Un Protocolo contiene:
• Un mecanismo para identificar los remitentes y los receptores, de los mensajes que es están transmitiendo.
• Control de errores, en los envíos de paquetes de información.
• Control sobre el orden de mensajes.
• Adaptar las distintas velocidades de transmisión y recepción.
• Mecanismos de ruteo, de direcciones.
• El software para controlar las redes (protocolo) permite utilizar un lenguaje para la comunicación entre los computadores, permitiendo el uso de instrucciones para realizar las conexiones entre los computadores.
• Distintos protocolos: Netbeui, IPX, TCP/IP

Tiene como objetivos la conexión de redes múltiples y la capacidad de mantener conexiones aun cuando una parte de la subred esté perdida.

• Nivel de internet. Los hosts pueden introducir paquetes en la red, los cuales viajan independientemente al destino. No hay garantías de entrega ni de orden.
• Este nivel define el Internet Protocol (IP), que provee el ruteo y control de congestión.
• Nivel de transporte. Permite que pares en los hosts de fuente y destino puedan conversar.
• Transmission Control Protocol (TCP). Provee una conexión confiable que permite la entrega sin errores de un flujo de bytes desde una máquina a alguna otra en la internet. Parte el flujo en mensajes discretos y lo monta de nuevo en el destino. Maneja el control de flujo.

 

Cuando se habla de mainframes (grandes computadores, usualmente con UNIX o Windows NT que permiten conectar varios terminales a la vez), la conexión entre terminales es inmediata, ya que no hay que efectuar una instalación especial (como colocar modems o dispositivos especiales). De hecho, los terminales no funcionan sin conexión al computador. Se entiende por un terminal la combinación de pantalla y teclado, conectado a una CPU y memorias remotas, comunes para todos los terminales.

Arquitectura Cliente/Servidor

A medida que el número de usuarios en terminales aumenta, el desempeño de las aplicaciones disminuye (se pone más lento, ya que obviamente el espacio en memorias y CPU deben compartirse entre más personas). Así, el esquema de mainframe resultó poco eficiente para algunas aplicaciones, por lo que se diseñó una arquitectura en la cual se conecta uno de estos computadores poderosos (mucha capacidad en memorias, velocidad de procesamiento) junto a varios computadores más pequeños que también poseen CPU y memorias propias.

Esto permite que un computador, mainframe, le entrega servicios a otros computadores, este actúa como servidor. Los otros computadores que reciben el servicio del computador más grande, actúan como clientes.

Esto permite una mejor utilización de los recursos, sobre todo con la disminución de los preciso de los computadores personales. Los usuarios utilizan computadores más pequeños que son independientes en procesamiento (por la CPU y memorias propias), pidiendo información al servidor. Típicamente para ello se utiliza una máquina Unix o Windows NT como servidor y varios PC como clientes. Las ventajas son varias:

• Cada cliente puede efectuar procesamientos propios sin sobrecargar el servidor.
• Cada cliente puede mantener información propia sin necesidad de accesarla del servidor.
• Al tener el procesamiento y la información distribuida, la carga del servidor disminuye, por lo que el proceso global es mucho más rápido, sin importar demasiado la cantidad de usuarios conectados a la vez.
• Además la información que viaja en la red es mínima, con lo cual las redes no se sobre cargan tanto.

Algunas desventajas de esta arquitectura tienen más que ver con costos. Tanto el equipo como el software que debe utilizarse son más altos en conjunto, en comparación a un mainframe y terminales. Aún así, es el esquema más utilizado en aplicaciones relacionadas a bases de datos grandes, por su rapidez

Servicios que Proveen las Redes (Las ventajas de estar conectados)

Obviamente la primera ventaja es poder accesar recursos restringidos en número. Por ejemplo usar una impresora para varios computadores o servidores de disco duro, etc. Intercomunicación entre personas es el elemento más interesante. Esta utilización de recursos compartidos y la interacción entre personas incluye:

• Correo electrónico: mensajes a una casilla computacional.
• Conversación: a través de texto en pantalla expresándose con el teclado.
• Transmisión de voz e imagen (multimedios).
• Transmisión de información pura: archivos, fax, ...
• Conexión remota: ejecución de programas en un computador físicamente alejado.

Estos servicios pueden depender (o no) del tipo de conexión que se utilice.

Condiciones de Operación (privacidad y seguridad en redes)

Proveer demasiado acceso no siempre es bueno. Puede que en algún lugar de la red exista información que requiere cierto grado de confidencialidad. Si se da un acceso abierto a la red es lo mismo que dejar que cualquier persona entre a mi casa y use mi computador.

Para entrar a una red, normalmente los usuarios poseen un nombre de identificación y una clave de acceso asociada a esa identificación. Entonces el usuario que quiere entrar debe primero identificarse y luego ingresar la clave de acceso (password) que sirve como comprobación de la identidad del usuario. Una vez dentro, este usuario puede tener acceso restringido, según se haya definido al momento de "inscribirlo" como usuario válido. Al proceso de ingresar (o entrar) a una red se le conoce como LOGIN (o LOGON), y la salida como LOGOUT.

En muchos de los sistemas de redes se registran internamente los procesos (o programas) ejecutados y siempre van asociados al usuario que los activó. Es decir, si sucede algo anormal es posible detectar el origen.

En cuanto a la transmisión de información a través de medios no restringidos (ondas aéreas, línea telefónica), ésta se hace en forma protegida ("encriptada"), de modo que si se intercepta la transmisión, no sea posible (o no fácilmente al menos) la traducción de la información. Ejemplo: transmisión de los cajeros Redbanc.

Usos de las redes

Las posibilidades que ofrecen las redes son prácticamente infinitas. Por ejemplo, en el caso de empresas multinacionales, permite la operación coordinada entre las sedes (aunque se encuentren en distintos países). Esto significa poder accesar información de manera muy simple y expedita (conexión remota, transmisión de datos). En casos en que una empresa deba mantener información única válida en todas las sucursales, se debe establecer una base de datos central, accesada por todas estas sucursales (por ej. Video Club o bancos). También permite que las personas coordinen de mejor manera sus labores (a través de e-mail, conversación, etc.) Por ejemplo, en el ámbito de la investigación es posible que dos personas trabajen en el mismo proyecto aunque se encuentren en dos hemisferios distintos.

Las personas siempre necesitan mejorar sus medios de comunicación, permitiéndoles mejorar sus rendimientos. Ofreciendo hoy en día la computación medios de comunicación (casi) ilimitados: poderoso, seguro, confiable y rápido.

Una visión de un futuro (cercano) uso de las redes

En los últimos años, sobre todo desde la aparición de sistemas multimediales, se ha aprovechado la computación para acercarla a todas las personas, aunque no se consideren usuarios expertos. Las posibilidades de comunicación que ofrecen las redes de computadores, dada esta facilidad de uso por usuarios sin demasiada experiencia, permite la posibilidad (entre varias alternativas) de:

• Entregar información (similar a la TV: publicidad, noticias, entretención,...)
• Ventas (igual que ventas por catálogo).
• Interacción entre usuarios (como conferencias, mensajería, conversaciones, ...)
• Difusión de información periódica (diarios, revistas)

• arrendar películas del video club en forma directa (se elige del catálogo en pantalla y el computador la trae y la proyecta en la pantalla), actualmente lo hace en forma primitiva Direct TV.
• hacer las compras del supermercado (despacho a domicilio)
• ver noticias, leer revistas (virtuales)
• hacer reservas de viaje (inclusive ver videos de promociones de tours)
• accesar enciclopedias gigantescas, incluyendo videos, fotos, documentos, etc.
• asistir a seminarios o cursos (desde la casa)
• jugar conjuntamente con varias personas (sin importar donde estén)
• comprar música envasada directamente (en lugar de comprar el cassette o CD)
• hacer negocios
• trámites (evitando las colas interminables)
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INTERNET

La INTERNET, más que ser un lugar, es una vía de comunicación. Cuando se quiere "buscar en la Internet" algo de información, lo que en realidad se hace es buscar, a través de la Internet, en computadores que ofrecen algún servicio o información.

La INTERNET podría ser considerada como varias WAN interconectadas, que a la vez conectan miles de WAN más pequeñas y LAN a través del mundo. Sus raíces se remontan al Departamento de Defensa de USA (a través de ARPA: Advanced Projects Research Agency) cuando inició investigaciones (hace unos 20 años), inicialmente con fines de comunicación militar. Luego, académicos e investigadores privados se unieron para desarrollar una WAN que uniera computadores para un trabajo colaborativo. El primer nombre fue: ARPANET.

Luego se desarrollo el TCP/IP protocolo de comunicación, que significó la base para Internet. Posteriormente (1987) la NSF (National Science Foundation) tomó el mando implementando una nueva base: NSFNET.