Circuito

Además de encontrar computadoras utilizadas como estaciones de trabajo y servidores, en una red podemos encontrar muchos más elementos que nos ayudad a interconectar estas estaciones de trabajo entre ellas o con los servidores. A continuación se describirán, de forma breve, algunos de los elementos más utilizados para este propósito.

1 Tarjeta de Red (NIC)

Una tarjeta de red permite la comunicación entre diferentes aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más equipos (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc.). A las tarjetas de red también se les llama adaptador de red o NIC (Network Interface Card, Tarjeta de Interfaz de Red, en español). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.).

2 Hub

Es un equipo que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás. Los hubs no son muy utilizados actualmente debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que simplemente no pueden evitar.

3 Bridge (Puente )

Es un dispositivo de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Éste interconecta dos segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo el pasaje de datos de una red hacia otra, con base en la dirección física de destino de cada paquete.

Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento a que está conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está intentando transmitir datos a un nodo del otro, el puente copia la trama para el otro segmento de red. Por utilizar este mecanismo de aprendizaje automático, los puentes no necesitan configuración manual.

4 Switch (Conmutador)

Es un dispositivo analógico de lógica de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes, pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de destino de los datagramas en la red.

5 Router (Enrutador)

Es una computadora dedicada a la interconexión de red de computadoras que opera en la capa tres (nivel de red). Este dispositivo permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos.

A principios de los ochenta se produjo un crecimiento muy grande en cuanto a la utilización de redes de computadoras en empresas e industrias. Casi cada empresa implementaba la tecnología que más se acoplaba a sus necesidades. El problema fue que estas tecnologías no eran compatibles entre sí; entonces, a la hora de integrarse a una red más grande, se presentaban muchos problemas por la incapacidad de la interacción de los diferentes protocolos existentes.

Para enfrentar el problema de incompatibilidad de redes, la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) investigó modelos de conexión como la red de Digital Equipment Corporation (DECnet), la Arquitectura de Sistemas de Red (SNA) y TCP/IP a fin de encontrar un conjunto de reglas aplicables de forma general a todas las redes. Con base en esta investigación, la ISO desarrolló un modelo de red que ayuda a los fabricantes a crear redes que fueran compatibles con otras redes. El modelo estándar se llamó Modelo OSI (Open System Interconnection).

Capas del modelo OSI

El Modelo OSI cuenta con 7 capas o niveles:

1. Capa Física.
2. Capa de Enlace de Datos.
3. Capa de Red.
4. Capa de Transporte.
5. Capa de Sesión.
6. Capa de Presentación.
7. Capa de Aplicación.

1 Capa Física

La capa física tiene que ver con la transmisión de bits por un canal de comunicación. Las consideraciones de diseño tienen que ver con la acción de asegurarse de que cuando un lado envíe un bit 1, se reciba en el otro lado como bit 1, no como bit 0.

2 Capa de Enlace de Datos

La tarea principal de la capa de enlace de datos es tomar un medio de transmisión en bruto y transformarlo en una línea que parezca libre de errores de transmisión no detectados a la capa de red. Esta tarea la cumple al hacer que el emisor divida los datos de entrada en marcos de datos, que transmita los marcos en forma secuencial y que procese los marcos de acuse de recibo que devuelve el receptor. Puesto que la capa física solamente acepta y transmite una corriente de bits sin preocuparse por su significado o su estructura, corresponde a la capa de enlacede datos crear y reconocer los límites de los marcos.

3 Capa de Red

La capa de red se ocupa de controlar el funcionamiento de la subred. Una consideración clave de diseño es determinar cómo se encaminan los paquetes de la fuente a su destino. Las rutas se pueden basar en tablas estáticas que se “alambran” en la red y rara vez cambian. También se pueden determinar al inicio de cada conversación, por ejemplo en una sesión de terminal. Por último, pueden ser altamente dinámicas, determinándose de nuevo con cada paquete para reflejar la carga actual de la red.

4 Capa de transporte

La función básica de la capa de transporte es aceptar datos de la capa de sesión, dividirlos en unidades más pequeñas si es necesario, pasarlos a la capa de red y asegurar que todos los pedazos lleguen correctamente al otro extremo. Además, todo eso se debe hacer de manera eficiente y en forma que aísle a las capas superiores de los cambios inevitables en la tecnología del Hardware

5 Capa de Sesión

La capa de sesión permite a los usuarios de máquinas diferentes establecer sesiones entre ellos. Una sesión permite el transporte ordinario de datos, como lo hace la capa de transporte, pero también proporciona servicios mejorados que son útiles en algunas aplicaciones. Se podría usar una sesión para que el usuario se conecte a un sistema remoto de tiempo compartido o para transferir un archivo entre dos máquinas.

Uno de los servicios de la capa de sesión es manejar el control del diálogo. Las sesiones pueden permitir que el tráfico vaya en ambas direcciones al mismo tiempo, o solo en una dirección a la vez

6 Capa de Presentación

La capa de presentación realiza ciertas funciones que se piden con suficiente frecuencia para justificar la búsqueda de una sola solución general, en lugar de dejar que cada usuario resuelva los problemas. En particular, y a diferencia de todas las capas inferiores que se interesan sólo en mover bits de manera confiable de acá para allá, la capa de presentación de ocupa de la sintaxis y la semántica de la información que se transmite.

7 Capa de Aplicación

La capa de aplicación contiene varios protocolos que se necesitan con frecuencia. Por ejemplo, existen cientos de tipos de terminales incompatibles en el mundo. Considere la situación de un editor de pantalla completa que debe trabajar en una red con muchos tipos diferentes de terminal, cada uno con formatos diferentes de pantalla, secuencias de escape y para insertar y eliminar texto, mover el cursor, etcétera.

Otra función de la capa de aplicación es la transferencia de archivos. Los diferentes sistemas de archivos tienen convenciones diferentes para nombrar los archivos, formas diferentes de representar líneas de texto, etc. La transferencia de un archivo entre dos sistemas diferentes requiere la resolución de éstas y otras incopatibilidades.

Para las diferentes formas de implementar el software libre, generalmente podemos dividir en tres sus aplicaciones, a nivel de computadoras personales, ya sea en la escuela, el trabajo o en nuestras casas, servidores, y supercomputadoras.

Computadoras personales.

A la mayoría de los usuarios nos han vendido la idea de que cada vez necesitamos de una computadora más potente para hacer las mismas tareas que hacíamos desde hace varios años. Esto es porque Windows es el SO más utilizado y el requerimiento de hardware, con el lanzamiento de nuevas versiones, ha ido creciendo de manera exponencial. Con Linux podemos romper este paradigma porque en lugar de hacer una versión reciente de una distribución más pesada, lo que se hace es hacerla más eficiente, debido a eso, al renovar una versión, no necesitamos renovar el hardware; al contrario, nuestro sistema utilizará menos recursos. Incluso podemos hacer una comparación con Microsoft y Apple, ya que Windows Vista y MacOSX necesitan más recursos para trabajar con sus gráficos al 100%

Computadoras profesionales

Al referirnos a computadoras profesionales o servidores, encargadas de muchos procesos o procesos críticos, podemos encontrar que este campo se encuentra dominado por el software libre. Por ejemplo, más de la mitad de los servidores Web utilizan Apache para gestionar páginas y servicios. También podremos encontrar alguna distribución Linux instalada en computadoras de la NASA y el Banco de Beijing, por citar algunos ejemplos.

Igualmente se ha incursionado con Linux en el mundo del cine, estudios como Disney, Pixar, DreamWorks Animation y Sony Pictures lo utilizan para crear sus películas.

Supercomputadoras

Además de los servidores que conocemos comúnmente instalados en escuelas, oficinas y negocios, existen las llamadas supercomputadoras, las cuales desempeñan papeles de servidores pero con trabajos y procesos grandes en complejidad y tamaño. Estamos hablando de computadoras con cientos, e incluso miles, de procesadores, con millones de Gigabytes de información.

En estas supercomputadoras, el SO Linux tiene el mayor número de usuarios. A continuación se presenta una gráfica con el uso de sistemas operativos de estas máquinas a través del tiempo.

Con la siguiente gráfica podemos concluir con la duda de la seguridad y estabilidad que se puede obtener utilizando Linux como sistema operativo:

A pesar de que no se apliquen para todos los usuarios, también podemos encontrar algunas desventajas en la utilización de Linux:

-Como la mayoría de los usuarios venimos utilizando Windows por algunos años, o es lo único que conocemos de computación, puede llegar a ser difícil deshacernos de los paradigmas que se han forjado con su utilización, y aunque es muy similar su uso, no es exactamente igual, por lo que si venimos del mundo Microsoft sería un poco difícil, al principio, la adaptación.

-A pesar de la gran cantidad de software que existe, y de las versiones libres de los programas más utilizados, específicamente con Autocad, aunque tengamos programas similares, no son tan complejos como éste. Aunque se espera que en futuro próximo sea exportado a esta plataforma, Autodesk ya ha comenzado a exportar programas de diseño hacia Linux.

-Al existir un gran número de distribuciones, puede llegar a causar confusión en los usuarios nuevos, ya que específicamente para el manejo de programas y paquetes, los comandos entre las tres distribuciones base son diferentes. Aunque este punto es considerado por Linus Torvalds, como ventaja.

Una desventaja muy marcada anteriormente era la compatibilidad con el hardware, pero con las nuevas versiones del kernel de Linux, es mucho más fácil instalar nuevos componentes de una computadora, y la mayoría de las instalaciones no se require nada más porque lo reconoce e instala automáticamente. Por mi experiencia en la instalación de Windows, he comprobado que existe una diferencia enorme entre la simplicidad de la instalación de Linux con respecto a la de Windows, específicamente en la instalación de controladores.

Aunque si bien es cierto que, a nivel de usuarios domésticos, Linux está muy por debajo en número de usuarios que las otras opciones, también es cierto que su crecimiento ha sido grande.

Podemos decir que su popularidad ha aumentado debido a las ventajas que el usuario puede encontrar en él, por mencionar algunas:

Entorno Gráfico

Si bien es sabido que el entorno gráfico del SO de Apple sea considerado por muchos el más llamativo y estilizado de todos, y que con Windows Vista se ha dado un avance en cuanto a detalle a los gráficos de Microsoft, con Linux se ha tenido un avance sin precedentes en cuanto a diseño y efectos en el entorno gráfico. Esto lo hace más atractivo al público más joven, debido a que la personalización dentro de Linux no tiene límites y los efectos gráficos no tienen comparación con los de Apple o Microsoft.

Economía

Para utilizar legalmente una copia de algún sistema operativo no libre como Windows, MacOSX o UNIX, por citar algunos, es necesario pagar una licencia que nos acredite como usuarios.

A pesar de que más de la mitad de los SO propietarios instalados sean piratas, cuando compramos una computadora de marca con algún SO de estos preinstalado, el costo de esta licencia se encuentra agregado en el precio de la computadora; esto quiere decir que la misma computadora tendría un costo menor si la compráramos sin SO o con alguno libre.

Un ejemplo muy claro es la última generación de notebooks, llamadas netbooks, las cuales son en esencia una notebook ultraligera, de menor tamaño, peso y especificaciones técnicas (ya que hasta la fecha no se les pueda instalar, por ejemplo, algun procesador mayor de 1.6Ghz,). Por lo mismo de estas especificaciones, muchos fabricantes como Acer y Dell tambien ponen a la venta estas computadoras en versiones con Linux. Este ha sido una plataforma de gran impulso para que el público, generalmente estudiantes, conozcan Linux.

Recursos

Ésta podría ser considerada la mayor ventaja de Linux en comparación con los demás sistemas; esto es porque necesitamos un hardware mucho menos potente para hacer el mismo número de operaciones y ejecución de programas al mismo tiempo que en un SO Windows.

También podemos instalar un SO totalmente moderno en una computadora en la que sólo podríamos instalar alguna versión antigua de Windows. Pero ya, mirando hacia el límite, podemos instalar un SO Linux con interfaz gráfica y funcionando con una buena velocidad y desempeño con una buena cantidad de programas actuales, en una máquina que no soportaría algún sistema moderno de Microsoft o Apple. Por ejemplo, para instalar la distribución llamada DSL sólo necesitamos una computadora con un procesador 486 con 16 MB en RAM, o la distribución DeLi Linux con la que sólo necesitaremos un procesador 386 a 66MHZ con 8 MB de RAM.

Seguridad

Con Linux no hay que preocuparse porque nuestra máquina tenga algún virus, los virus de Windows no son compatibles con Linux. A pesar de que se dice que existen algunos virus para Linux, no podrían hacer el daño que hacen con Windows por la forma en que gestiona sus procesos y los permisos de los mismos, además de que un proceso o programa no deseado estaría descubierto y a nuestra vista sólo con introducir en una terminal el comando ps ax.

También ofrece una mucho mayor seguridad contra intrusos por medio de la red o físicamente frente a nuestra computadora, ya que en una instalacion básica del sistema, no nos permite accesar como administradores.

Facilidad

Con Linux tenemos a nuestro alcance una inmensa cantidad de software simplemente escribiendo unos comandos en nuestra terminal, sin necesidad de descargar ni configurar manualmente nada. Sólo con escribir los comandos:

aptitude install NombreDelPrograma En Debian

yum -i NombreDelPrograma En Red Hat

emerge NombreDelPrograma En Gentoo

Por citar algunos ejemplos.

También es importante mencionar que la instalación de alguna de las distribuciones más famosas orientadas a usuarios es sumamente sencilla, no se necesita tener conocimiento de Linux para hacerlo.

Además de manipular nuestro entorno a nuestra entera comodidad.

Estabilidad.

Con Linux tenemos una estabilidad que puede parecer increíble para los usuarios de Windows, ya que no tenemos la necesidad de formatear y reinstalar nuestro sistema como se hace con Windows. A pesar de tener nuestro sistema con todos los programas que necesitemos, y sigamos instalando todos los programas que queramos, con Linux el funcionamiento de nuestra computadora no se verá afectado, ni se hará más lento o consumirá más recursos. También podemos tener la confianza de que puede trabajar si errores por mucho tiempo; esto quiere decir que con un Linux bien configurado, no tendremos fallos ni errores en un sólo momento del día, situación que no se presenta con Windows.

Al mismo tiempo, el acceso a nuestros archivos es más eficiente, nunca necesitaremos desfragmentar el disco. De hecho ese concepto no existe en el mundo Linux; esto quiere decir que el desempeño de nuestro disco duro no disminuirá con el tiempo.

Portablididad

Con esta cualidad del sistema podemos llevar nuestra distribución de Linux preferida en un Live-CD o una Live-USB. Esto significa que en cualquier máquina que tenga la capacidad de iniciar desde el cd, podemos utilizar nuestra distribución sin alterar en lo más mínimo a la computadora que se utilice, siendo ésta una herramienta muy útil para la recuperación de archivos guardados en discos duros donde esté instalado Windows y éste ya no sea accesible. Con esta modalidad tenemos las mismas aplicaciones como si estuviera instalado en el disco duro, teniendo acceso a Internet, medios de almacenamiento y demás. El Live-USB, es en esencia, lo mismo que el Live-CD, sólo que en una memoria USB. Lo que necesitamos para utilizarla es que la computadora cuente con la capacidad de inicio desde el puerto USB.

Como se mencionó anteriormente, los niveles de ejecución son configuraciones de perfiles del sistema. Cada nivel de ejecución posee su propio conjunto de scripts que definen qué procesos se ejecutarán cuando éste se inicia y qué procesos se detendrán cuando muere. Por ejemplo, el nivel de ejecución 0 (apagado) posee definido un conjunto de scripts que se encarga de cerrar todos los procesos y los descriptores de archivos abiertos, desmontar las particiones y, por último, apagar el sistema. En nivel de ejecución 3 (multiusuario) presenta un conjunto de scripts que se ocupa de cargar en memoria todos los servicios necesarios para que el sistema operativo pueda ser operado por muchos usuarios simultáneos conectados local o remotamente.

Cada vez que iniciamos nuestro sistema, se inicializa un nivel de ejecución. Esta inicialización está a cargo del proceso init, el primero que se ejecuta en espacio de usuario. Ahora bien, esto no quiere decir que el nivel configurado por defecto será el nivel que se utilice permanentemente en el sistema. En cualquier momento podemos cambiar de nivel de ejecución con el comando init, seguido de un número de nivel de ejecución. Por ejemplo, init 6 sería análogo al comando reboot, ya que el nivel 6 es el nivel de reinicialización del sistema.

Los niveles de ejecución son siete en total, y generalmente están configurados del siguiente modo:

0 – Sistema apagado.
1 – Sistema monousuario
2 – Sistema multiusuario sin NFS.
3 – Sistema multiusuario con soporte de red.
4 – Sin usar.
5 – Modo multiusuario con operación gráfica.
6 – Reiniciar el sistema.