Definición

Las redes o infraestructuras de (tele)comunicaciones proporcionan la capacidad y los elementos necesarios para mantener a distancia un intercambio de información y/o una comunicación, ya sea ésta en forma de voz, datos, vídeo o una mezcla de los anteriores.

Los elementos necesarios comprenden disponer de acceso a la red de comunicaciones, el transporte de la información y los medios y procedimientos (conmutación, señalización, y protocolos para poner en contacto a los extremos (abonados, usuarios, terminales, …) que desean intercambiar información. Además, numerosas veces los usuarios se encuentran en extremos pertenecientes a diferentes tipos de redes de comunicaciones, o en redes de comunicaciones que aún siendo iguales son de distinta propiedad. En estos casos, hace falta contar con un procedimiento de interconexión. Las redes están formadas por conexiones entre grupos de computadoras y dispositivos asociados que permiten a los usuarios la transferencia electrónica de información. La red de área local, representada en la parte izquierda, es un ejemplo de la configuración utilizada en muchas oficinas y empresas. Las diferentes computadoras se denominan estaciones de trabajo y se comunican entre sí a través de un cable o línea telefónica conectada a los servidores. Éstos son computadoras como las estaciones de trabajo, pero poseen funciones administrativas y están dedicados en exclusiva a supervisar y controlar el acceso de las estaciones de trabajo a la red y a los recursos compartidos (como las impresoras). La línea roja representa una conexión principal entre servidores de red; la línea azul muestra las conexiones locales. Un módem (modulador/demodulador) permite a las computadoras transferir información a través de las líneas telefónicas normales. El módem convierte las señales digitales a analógicas y viceversa, y permite la comunicación entre computadoras muy distantes entre sí.

Ventajas

• La transmisión se realiza en tiempo real, siendo adecuado para comunicación de voz y video.
• Acaparamiento de recursos. Los nodos que intervienen en la comunicación disponen en exclusiva del circuito establecido mientras dura la sesión.
• No hay contención. Una vez que se ha establecido el circuito las partes pueden comunicarse a la máxima velocidad que permita el medio, sin compartir el ancho de banda ni el tiempo de uso.
• El circuito es fijo. Dado que se dedica un circuito físico específicamente para esa sesión de comunicación, una vez establecido el circuito no hay pérdidas de tiempo calculando y tomando decisiones de encaminamiento en los nodos intermedios. Cada nodo intermedio tiene una sola ruta para los paquetes entrantes y salientes que pertenecen a una sesión específica.
• Simplicidad en la gestión de los nodos intermedios. Una vez que se ha establecido el circuito físico, no hay que tomar más decisiones para encaminar los datos entre el origen y el destino.

Desventajas

• Retraso en el inicio de la comunicación. Se necesita un tiempo para realizar la conexión, lo que conlleva un retraso en la transmisión de la información.
• Acaparamiento (bloqueo) de recursos. No se aprovecha el circuito en los instantes de tiempo en que no hay transmisión entre las partes. Se desperdicia ancho de banda mientras las partes no están comunicándose.
• El circuito es fijo. No se reajusta la ruta de comunicación, adaptándola en cada posible instante al camino de menor costo entre los nodos. Una vez que se ha establecido el circuito, no se aprovechan los posibles caminos alternativos con menor coste que puedan surgir durante la sesión.
• Poco tolerante a fallos. Si un nodo intermedio falla, todo el circuito se viene abajo. Hay que volver a establecer conexiones desde el principio.

  Arquitecturas de redes de comunicaciones distintas para distintos servicios

  Entre la red telefónica, que hace posible que dos abonados mantengan una conversación de voz, y la red de difusión de televisión, mediante la que una estación de televisión emite sus programas desde sus estudios hasta los receptores de los televidentes, existen diferencias fundamentales en cuanto a la naturaleza del mensaje que se envía, el sentido de la transmisión, y el número y tipo de usuarios que intervienen. Telefonear es hablar con otra persona, es por tanto una comunicación interpersonal, mientras que ver la televisión es, por ejemplo, observar qué sucede en otro lugar remoto lo cual significa que hay un proveedor de contenido; estas diferencias condicionan la complejidad de las redes de comunicaciones involucradas, así como los elementos de los cuales se componen.
  Siguiendo con el ejemplo utilizado, la diferencia fundamental entre ambos radica en que la red telefónica proporciona un camino para que se comuniquen cualesquiera dos abonados, mediante la marcación de un número que identifica unívocamente a cada terminal. Cualquier abonado puede comunicarse con cualquier otro y las redes telefónicas (fijas y móviles) extendidas por todo el mundo hacen esto posible. En la difusión de televisión, unas imágenes son transmitidas desde los estudios hasta los oportunos reemisores, que finalmente cubren una cierta zona mediante potentes antenas. Esta señal es recibida por los televidentes mediante otra antena y su receptor de televisión. La señal de televisión está siempre disponible y es voluntad del usuario acceder a la misma. En un sistema de televisión convencional (tanto analógico como digital) el usuario no tiene ninguna posibilidad de interactuar con el extremo que envía la información.
  
  

  Arquitecturas de las redes de comunicaciones. Conmutación de circuitos y conmutación de paquetes

  Las redes de comunicación se diseñan y construyen en arquitecturas que pretenden servir a sus objetivos de uso. Por ejemplo, existen necesidades de intercambio de información entre usuarios que obligan a mantener un flujo continuo de información, o al menos que la información llegue sin retardos apreciables para el usuario y sin desordenar, pues de lo contrario se altera su significado. Este es el caso de la voz o, en muchos casos, del vídeo.
  También es posible utilizar arquitecturas que se basan en un flujo discontinuo de información formado por “paquetes” separados de datos. Estas arquitecturas son típicas de sistemas donde la información es discontinua de forma natural (como por ejemplo en el uso del correo electrónico), pero también se puede utilizar en aquellos sistemas que requieren un flujo continuo de información, siempre y cuando se garantice que la red de comunicaciones entrega la información sin un retardo apreciable para los usuarios y sin desordenar los paquetes de datos en los que se ha descompuesto el flujo de información.
  Para que la información enviada por un terminal, sea recibida en el otro extremo, las redes (y las arquitecturas mediante las que se implementan) establecen un “camino” entre los extremos por el que viaja la información. Como las redes de comunicaciones no unen directamente a todos los usuarios con el resto, sino que tienen una estructura jerárquica, es necesario contar con un procedimiento de “conmutación” o “encaminamiento” que dirija la información (sea un flujo continuo o esté “paquetizada”) hacia su destinatario.
  Siguiendo con esta lógica, existen dos tipos básicos de arquitecturas de redes de comunicación: conmutación de circuitos y conmutación de paquetes. En la conmutación de circuitos, el camino (llamado “circuito”) entre los extremos del proceso de comunicación se mantiene de forma permanente mientras dura la comunicación, de forma que es posible mantener un flujo continuo de información entre dichos extremos. Este es el caso de la telefonía convencional. Su ventaja principal radica en que una vez establecido el circuito su disponibilidad es muy alta, puesto que se garantiza esta camino entre ambos extremos independientemente del flujo de información. Su principal inconveniente reside en consumir muchos recursos del sistema mientras dura la comunicación, independientemente de lo que en la realidad pudiera requerir. En la conmutación de paquetes, no existe un circuito permanente entre los extremos y, la red, simplemente, se dedica a encaminar paquete a paquete la información entre los usuarios. En la práctica esto significa que los paquetes en los que se ha dividido la información pueden seguir caminos diferentes. Su principal ventaja es que únicamente consume recursos del sistema cuando se envía (o se recibe) un paquete, quedando el sistema libre para manejar otros paquetes con otras información o de otros usuarios. Por tanto, la conmutación de paquetes permite inherentemente la compartición de recursos entre usuarios y entre informaciones de tipo y origen distinto. Este es caso de Internet. Su inconveniente reside en las dificultades en el manejo de informaciones de “tiempo real”, como la voz, es decir, que requieren que los paquetes de datos que la componen lleguen con un retardo apropiado y en el orden requerido. Evidentemente las redes de conmutación de paquetes son capaces de manejar informaciones de “tiempo real”, pero lo hacen a costa de aumentar su complejidad y sus capacidades. 
  

  Tipos de redes de comunicaciones

  Existen muchas formas posibles de clasificación de redes de comunicaciones. A continuación se consideran las más importantes. A este respecto hay que señalar que las clasificaciones siguientes no son excluyentes. Las redes de nueva generación (y, en general, las redes de conmutación de paquetes) tienen la capacidad de comportarse de formas diversas según el objetivo de uso que se persiga.
  
  
  
  
  
  CONEXIONES DE RED 
  
  
  Una red tiene dos tipos de conexiones: conexiones físicas —que permiten a los ordenadores transmitir y recibir señales directamente— y conexiones lógicas, o virtuales, que permiten intercambiar información a las aplicaciones informáticas, por ejemplo a un procesador de textos. Las conexiones físicas están definidas por el medio empleado para transmitir la señal, por la disposición geométrica de los ordenadores (topología) y por el método usado para compartir información. Las conexiones lógicas son creadas por los protocolos de red y permiten compartir datos a través de la red entre aplicaciones correspondientes a ordenadores de distinto tipo, como un Apple Macintosh y un PC de IBM. Algunas conexiones lógicas emplean software de tipo cliente-servidor y están destinadas principalmente a compartir archivos e impresoras. El conjunto de Protocolos de Control de Transmisión y Protocolo de Internet (TCP/IP, siglas en inglés), desarrollado originalmente por el Departamento de Defensa estadounidense, es el conjunto de conexiones lógicas empleado por Internet, la red de redes planetaria. El TCP/IP, basado en software de aplicación de igual a igual, crea una conexión entre dos computadoras cualesquiera.