Redes de comunicación actuales

NUEVAS REDES DE COMUNICACIÓN

Los avances en tecnología de red que se esperan para los próximos años incluyen el WiFi6, la red 5G y aumentar el uso de dispositivos IoT.

Las redes son vitales para la comunicación porque son una plataforma para los servicios que necesitamos. En ella se soporta el uso de texto, gráficos, video y otros formatos de manera muy similar a como sucede entre las personas.

Los usuarios de una red pueden compartir recursos a través de diversos medios, sistema y ejecutar programas en otros ordenadores, se compone de tres niveles:

• Software de aplicaciones: se comunican con los usuarios de la red, permite compartir información.
• Software de red: establece protocolos o normas para que las computadoras se comuniquen entre sí.
• Hardware de red: componentes materiales que unen a las computadoras.

Los tipos de redes más comunes, ya las conoces:

• (LAN) Redes de Área Local
• (WAN) Redes de Área Amplia

Para 2019 se plantea que las tecnologías cambien, con esto se presentan nuevas oportunidades para mejorar el funcionamiento de las empresas y su respectivo sistema.

Wi-Fi 6, también llamado 802.11ax, es una actualización del protocolo Wi-Fi actual, ofrece una mejora en la eficiencia de todas las bandas. También aumenta la densidad de los dispositivos que pueden coexistir en un solo espacio.

Se espera que a futuro mejore la experiencia tanto para oficinistas, que puedan tener un medio de comunicación más confiable, como para operadores de dispositivos IoT, que podrán empacar más elementos de baja potencia en un espacio con menos puntos de acceso.

En la telefonía inteligente se espera con ansias la red 5G de alta velocidad, que incrementará la duración de las baterías de los teléfonos inteligentes. En las empresas será una opción conveniente como conexión WAN para conectar las sucursales en línea, de esta forma competirá con las conexiones cableadas con un mejor rendimiento.

En redes corporativas de área local permitirá una configuración privada. A medida que se despliegue el 5G también abrirá nuevas posibilidades para las aplicaciones y sistema de IoT y la duración de batería de sensores que podrán durar años.

Estas son tecnologías críticas para las empresas; sin embargo, también son un desafío para la administración de las redes, sistemas, los usuarios y el desarrollo de los dispositivos necesarios.

Diseño de redes de comunicación

Para que los usuarios de red accedan a los recursos de otras computadoras es necesario equiparlas con herramientas especiales: las funciones de transmisión de datos se llevan a cabo gracias a un hardware que requiere la tarjeta de interfaz de red (nic), el driver de la nic y el módulo de software que la controla.

Aún en las redes más sencillas existen problemas en la transmisión, ocasionados por la codificación, sincronización de dispositivos y los mismos datos. La velocidad de transmisión o el uso de la red, es decir, la capacidad y el ancho de banda deben tomarse en cuenta para que disminuyan estos problemas, ya que alteran la transmisión a través de canales y medios físicos.

Para diseñar una red debe elegirse la topología, los mecanismos de conmutación y el comportamiento de los enlaces. Cada uno tiene ventajas y desventajas que resolverán las necesidades de las empresas en mayor o menor medida.

Por ejemplo, en las redes con conectividad parcial, la conexión se establece por conmutación de circuitos o de paquetes y es necesario resolver el flujo de datos, la definición de la ruta, el envío de datos en cada nodo de paso y el multiplexaje del flujo.

Topología de las redes

Se trata de la forma en la que se distribuyen, organizan o conectan el conjunto de computadoras o dispositivos dentro de la red. Los tipos más comunes son:

• Estrella: presenta buena flexibilidad para incrementar el número de equipos conectado a la red. El diagnóstico de problemas es simple, todo está conectado a un controlador central, si alguna computadora falla, la red sigue sin problemas, pero si el controlador presenta problemas afecta todo el sistema de la red.
• Anillo: permite aumentar o disminuir el número de estaciones sin dificultad. La velocidad depende del flujo de información, así que cuantas más estaciones intente usar la red, será más lento.
• Bus o canal: pueden aumentar o disminuir el número de estaciones fácilmente. Además, si falla cualquier nodo la red sigue funcionando.

Redes de transmisión de datos de alta velocidad: SD-WAN

El diseño de redes, principalmente de conexiones de sucursal a centro de datos, no tiene sentido cuando tantas aplicaciones comerciales ahora se ejecutan fuera de la nube y tantos usuarios finales confían en la conexión abierta a Internet.

Tradicionalmente, las redes corporativas se han basado en el control centralizado, el enrutamiento y la seguridad. Casi todo el tráfico de red en una gran empresa se trasladará en el futuro cercano a un centro de datos principal, en el que habrá interconexiones con otras sucursales, sistemas y donde las aplicaciones de seguridad, como los firewalls, entrarán dentro de las responsabilidades de estas redes a gran escala.

Por estas y otras razones, las empresas se están moviendo a una red de área amplia definida por software: SD-WAN. Ésta permite a las redes enrutar el tráfico en función de roles y reglas, administrados centralmente, sin importar los puntos de entrada y salida del tráfico y con total seguridad.

Por ejemplo, si un usuario en una sucursal está trabajando en Office365, SD-WAN puede enrutar su tráfico directamente al centro de datos en la nube más cercano para esa aplicación, mejorando la capacidad de respuesta de la red para el usuario y reduciendo los costos de ancho de banda para el negocio.

Además, SD-WAN facilitará que la inteligencia de la máquina participe en la gestión de la red, reduciendo aún más los gastos de ancho de banda y mejorando la seguridad. Cisco calcula que el próximo año, el tráfico de esta red crezca en un 500%.

Redes de comunicación industrial

A los dispositivos de campo que actúan directamente sobre el proceso productivo corresponden las redes de comunicación industriales. Sus características se deben a las necesidades de interconexión en tiempo real, al mismo tiempo que son capaces de resistir al ruido electromagnético y condiciones ambientales.

Según el entorno en el que se instalan son de:

• Factoría: se utiliza para redes de oficina, contabilidad, administración, ventas, gestión de pedidos.
• Planta: interconectar módulos y células de fabricación entre sí con otros departamentos.
• Célula: interconecta dispositivos de fabricación que operan en modo secuencias.
• Bus de Campo: sustituye cableados entre sensores-actuadores y los elementos de control. Por regla general son pequeños, máximo 50 nodos y utilizan el tráfico de mensajes cortos para control y sincronización entre dispositivos.

En ningún caso transmiten grandes bloques de información, sin embargo, de acuerdo a la cantidad de datos a transmitir, se dividen en:

• buses de alto nivel
• buses de dispositivos
• buses actuador/sensor

Protocolos de comunicación de redes industriales

El acuerdo general para construir redes es cliente - servidor. El cliente es el usuario de la PC, quien solicita un servicio a un servidor conectado a la red. Este enfoque es el más común porque permite la separación de las funciones que antes eran un todo.

Una pila de protocolos es un conjunto de protocolos para la interacción jerárquica entre los nodos de una red. Los protocolos de las capas inferiores a menudo están implementados mediante combinaciones de sistema de software y hardware.

Las pilas de protocolos mejor conocidas son OSI, TCP/IP, IPX/SPX, NetBIOS/SMB, DECnet y SNA.

• OSI: se caracterizan por tener especificaciones sofisticadas y ambiguas. Representa una base ideológica para la estandarización de las redes de computadoras pero la posición líder pertenece a la pila de protocolos TCP/IP.
• TCP/IP: se utiliza para las comunicaciones de internet. Esta pila de protocolos tiene cuatro capas: de aplicación, de transporte, de interred e interfaces de red. La correspondencia entre las capas de TCP/IP y las de OSI es convencional.

La pila de protocolos TCP/IP se diseñó como una iniciativa del Departamento de Defensa de Estados Unidos hace más de 20 años, con la finalidad de asegurar la conectividad entre la red experimental ARPANET y otras redes. La TCP/IP se implementó como un conjunto de protocolos para un ambiente de red heterogéneo.

• IPX/SPX dieron su nombre a toda la pila de protocolos. A la capa de red de esta pila están asociados los protocolos de enrutamiento: RIP y NLSP.
• NetBIOS/SMB fue diseñada por IBM y Microsoft. En las capas física y de enlace de datos de esta pila de protocolos se utilizan los más populares, como Ethernet, Token Ring y FDDI.

Estándares de comunicación de redes

En la estructura multicapa, los módulos de las capas superiores utilizan las herramientas de la capa inferior como instrumento para llevar a cabo sus tareas. Este modelo es el más eficaz porque cada capa soporta dos tipos de interfases: las de servicio con las capas superiores e inferiores de la jerarquía de herramientas de red del nodo y la de igual a igual, con las herramientas de la misma capa, que corre en el nodo remoto. Esta última interfase se conoce como protocolo.

Además, en función del estatus de la organización los estándares, se clasifican en:

• Propietarios
• De comités especiales
• Nacionales
• Internacionales

El avance más significativo en cuanto a estandarización en el campo de las redes de computadoras lo constituye la estandarización de los protocolos de comunicaciones.