Medición
En los sistemas digitales, la unidad
básica del ancho de banda es bits por segundo (bps). El ancho de banda es
la medición de la cantidad de información, o bits, que puede fluir
desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado, o segundos.
Aunque el ancho de banda se puede describir en bits por segundo, se
suelen usar múltiplos de bits por segundo. En otras palabras, el ancho de banda
de una red generalmente se describe en términos de miles de bits por segundo
(kbps), millones de bits por segundo (Mbps), miles de millones de bits por
segundo (Gbps) y billones de bits por segundo (Tbps).
A pesar de que las expresiones ancho de
banda y velocidad a menudo se usan en forma indistinta, no significan
exactamente lo mismo. Se puede decir, por ejemplo, que una conexión T3 a 45Mbps
opera a una velocidad mayor que una conexión T1 a 1,544Mbps. No obstante, si
sólo se utiliza una cantidad pequeña de su capacidad para transportar datos,
cada uno de estos tipos de conexión transportará datos a aproximadamente la
misma velocidad.
Por ejemplo, una cantidad pequeña de
agua fluirá a la misma velocidad por una tubería pequeña y por una tubería
grande. Por lo tanto, suele ser más exacto decir que una conexión T3 posee un
mayor ancho de banda que una conexión T1. Esto es así porque la conexión T3
posee la capacidad para transportar más información en el mismo período de
tiempo, y no porque tenga mayor velocidad.
El ancho de banda varía según el tipo
de medio, además de las tecnologías LAN y WAN utilizadas. La física de los
medios fundamenta algunas de las diferencias.
Las señales se transmiten a través de cables de cobre de par trenzado, cables
coaxiales, fibras ópticas, y por el aire. Las diferencias físicas en las formas en que se
transmiten las señales son las que generan las limitaciones fundamentales en la
capacidad que posee un medio dado para transportar información. No obstante, el
verdadero ancho de banda de una red queda determinado por una combinación de
los medios físicos y las tecnologías seleccionadas para señalizar y detectar
señales de red.
Por ejemplo, la actual comprensión de
la física de los cables de cobre de par trenzado no blindados (UTP) establece
el límite teórico del ancho de banda en más de un gigabit por segundo (Gbps).
Sin embargo, en la realidad, el ancho de banda queda determinado por el uso de
Ethernet 10BASE-T, 100BASE-TX, o 1000BASE-TX. En otras palabras, el ancho de
banda real queda determinado por los métodos de señalización, las tarjetas de
interfaz de red (NIC) y los demás equipos de red seleccionados. Por lo tanto,
el ancho de banda no sólo queda determinado por las limitaciones de los medios.
La figura muestra algunos tipos comunes de medios de networking y los
límites de distancia y ancho de banda al usar la tecnología de networking
indicada.
La figura resume los servicios WAN comunes y
el ancho de banda asociado con cada servicio.
Tasa de transferencia
La tasa de transferencia se refiere a
la medida real del ancho de banda, en un momento dado del día, usando rutas de Internet
específicas, y al transmitirse un conjunto específico de datos.
Desafortunadamente, por varios motivos, la tasa de transferencia a menudo es
mucho menor que el ancho de banda digital máximo posible del medio utilizado. A
continuación se detallan algunos de los factores que determinan la tasa de
transferencia:
·
Tipo de datos que se transfieren
·
Topología de la red
·
Cantidad de usuarios en la red
·
Computador del usuario
·
Computador servidor
·
Estado de la alimentación
El ancho de banda teórico de una red es
una consideración importante en el diseño de la red, porque el ancho de banda
de la red jamás será mayor que los límites impuestos por los medios y las
tecnologías de networking escogidos. No obstante, es igual de importante que un
diseñador y administrador de redes considere los factores que pueden afectar la
tasa de transferencia real. Al medir la tasa de transferencia regularmente, un
administrador de red estará al tanto de los cambios en el rendimiento de la red
y los cambios en las necesidades de los usuarios de la red. Así la red se podrá
ajustar en consecuencia.
A menudo se convoca a los diseñadores y
administradores de red para tomar decisiones con respecto al ancho de banda.
Una decisión podría ser sobre la necesidad de incrementar el tamaño de la
conexión WAN para agregar una nueva base de datos.
Tipos
La
velocidad de transferencia de datos puede ser constante o variable:
- Tasa de bits constante (CBR): Aplica una cuantificación uniforme, por lo que no tiene en cuenta si en la señal hay zonas con mayor o menor densidad de información, sino que cuantifica toda la señal por igual.
- Tasa de bits variable (VBR): Aplica una cuantificación no uniforme que sí que hace diferenciación entre las zonas con mayor o menor densidad de información, por lo que la cuantificación resulta más eficaz.
Tecnología de Redes
La
tecnología de redes es utilizada actualmente para ofrecer un servicio veloz y
eficiente. Al combinarlas obtenemos mayor beneficio a menor costo y mayor
eficacia. Podemos
utilizar una combinación de tecnologías para obtener la mejor relación
costo-beneficio y la máxima eficacia del diseño de nuestra red. Las diferentes tecnologías
de redes ofrecen sus ventajas para usuarios de redes LAN y WAN. Varían en su
velocidad de transferencia y el método de acceso que utilizan.
Hay muchas
tecnologías de redes disponibles, entre las que se encuentran: Ethernet, Token
ring, FDDI (Interfaz de datos distribuidos por fibra) y Frame relay.- Token ring.
La topología
física de una red Token Ring es la topología en estrella, en la que todos los
equipos de la red están físicamente conectados a un concentrador o elemento
central.
Modo de transferencia
asíncrona (asynchronous transfer mode, ATM).
El modo de transferencia
asíncrona (Asynchronous transfer mode, ATM) es una red de conmutación de
paquetes que envía paquetes de longitud fija a través de LANs o WANs, en lugar
de paquetes de longitud variable utilizados en otras tecnologías.
- Frame relay.
Frame relay es una red de conmutación de paquetes que envía
paquetes de longitud variable sobre LANs o WANs. Los paquetes de longitud
variable, o tramas, son paquetes de datos que contienen información de
direccionamiento adicional y gestión de errores necesaria para su distribución.
Una red Token: Ring es una red de
área local (LAN) en la que todos los equipos están conectados en una topología
de anillo o de estrella y se utiliza el régimen de paso de testigo a fin de
evitar la colisión de datos entre dos equipos que desean enviar información
al mismo tiempo. El protocolo Token Ring es el segundo protocolo
más utilizado en redes de área local después de Ethernet. El
protocolo Token Ring de IBM llevó a una versión estándar,
especificado como IEEE 802.5. Ambos protocolos se utilizan y son muy similares.
El IEEE 802.5 Token Ring ofrece la tecnología para las tasas de
transferencia de datos en 4 o 16 megabits por segundo.
Muy brevemente, así es como funciona:
1. Frames vacíos de información circulan
continuamente en el anillo.
2. Cuando un equipo tiene
un mensaje que enviar, introduce un símbolo en un frame vacío (esto puede
consistir en un simple cambio de un 0 a un 1 en el pequeño papel simbólico de
la estructura) e inserta un mensaje y el destino de un identificador
en el frame.
3. El frame es examinado por cada
estación de trabajo sucesivamente. Si la estación de
trabajo considera que es el destino del mensaje, copia el
mensaje desde el frame y cambia el token back a 0.
- Ethernet.
Es
un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda
portadora y con detección de colisiones. Ethernet define las características de
cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.
Ethernet se tomó como base para la redacción del estándar
internacional IEEE 802.3, siendo usualmente
tomados como sinónimos. Se diferencian en uno de los campos de la trama de
datos. Sin embargo, las tramas Ethernet e IEEE 802.3 pueden coexistir en la
misma red.
- Interfaz de Datos Distribuida por Fibra (FDDI).
Son un conjunto de
estándares ISO y ANSI para la transmisión de datos en redes de computadoras de área
extendida o local (LAN) mediante cable de fibra óptica. Se basa en la arquitectura token ring y permite una comunicación tipo Full Duplex. Dado que puede abastecer a miles de usuarios, una LAN FDDI suele ser
empleada como backbone para una red de área amplia (WAN).
También existe una
implementación de FDDI en cables de hilo de cobre conocida como CDDI. La tecnología de Ethernet a 100 Mbps (100BASE-FX y 100BASE-TX) está basada en FDDI.
IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers)
Estandares
OSI (International Standards Organization).
IEEE (Institute of Electrical and Electronic
Engineers).
ANSI (Instituto Nacional
Americano de Normalización).
El estándar IEEE 802.
Es una frecuencia de radio desarrollado por el Instituto de Ingenieros
Eléctricos y Electrónicos. La mayoría de los sistemas operativos lo soportan
como también (Los portátiles, celulares de última generación, consolas,
impresora entre otros periféricos).
- Trama de datos: Es la estructura lógica de agrupación de bits.
- Bit: Es la unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.
El modelo OSI se estructura en 7 niveles:
En
este nivel se define la forma de conectarse el cable a las tarjetas de red,
cuanto pines debe tener cada conector y el uso funcional de cada uno de ellos.
Define también la técnica de transmisión a emplear para el envío de los datos
sobre el medio empleado. Se encarga de activar, mantener y desactivar un
circuito físico. Este nivel trata la codificación y sincronización de los bits
y es el responsable de hacer llegar los bits desde un computador a otro.
Nivel Físico: Este nivel
dirige la transmisión de flujos de bits, sin estructura aparente, sobre un
medio de conexión. Se encuentra relacionado con condiciones eléctricas-ópticas,
mecánicas y funcionales del interfaz al medio de transmisión. A su vez está
encargado de aportar la señal empleada para la transmisión de los datos
generados por los niveles superiores.
Nivel de Enlace de Datos: Este
nivel se encarga, en el computador de origen, de alojar en una estructura
lógica de agrupación de bits, llamada Trama (Frame), los datos provenientes de
los niveles superiores. En el computador de destino, se encarga de agrupar los
bits provenientes del nivel físico en tramas de datos (Frames) que serán
entregadas al nivel de red. Este nivel es el responsable de garantizar la
transferencia de tramas libres de errores de un computador a otro a través del
nivel físico.
Nivel de Red: Es responsable
del direccionamiento de mensajes y de la conversión de las direcciones lógicas
y nombres, en direcciones físicas. Esta encargado también de determinar la ruta
adecuada para el trayecto de los datos, basándose en condiciones de la red,
prioridad del servicio, etc. El nivel de red agrupa pequeños fragmentos de
mensajes para ser enviados juntos a través de la red.
Nivel de Transporte: Se
encarga de la recuperación y detección de errores. Garantiza también, la
entrega de los mensajes del computador originados en el nivel de aplicación. Es
el nivel encargado de informar a los niveles superiores del estatus de la red.
Nivel de Sesión: Permite que
dos aplicaciones residentes en computadoras diferentes establezcan, usen y
terminen una conexión llamada sesión. Este nivel realiza reconocimientos de
nombres y las funciones necesarias para que dos aplicaciones se comuniquen a
través de la red, como en el caso de funciones de seguridad.
Nivel de Presentación: Determina
el formato a usar para el intercambio de datos en la red. Puede ser llamado el
traductor de la red. Este nivel también maneja la seguridad de emisión pues,
provee a la red servicios como el de encriptación de datos.
Nivel de Aplicación: Sirve
como ventana para los procesos que requieren acceder a los servicios de red.
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