Clase 3.

Procesamiento distribuido

Las redes usan procesamiento distribuido en el aspecto en que una tarea está dividida entre múltiples computadoras. En lugar de usar una única máquina grande responsable de todos los aspectos de un proceso, cada computadora individual (habitualmente una computadora personal o una estación de trabajo) maneja un subconjunto de ellos.

Algunas ventajas del procesamiento distribuido son las siguientes:

- Seguridad/encapsulación. Un diseñador de sistemas puede limitar el tipo de interacciones que un determinado usuario puede tener con el sistema completo. Por ejemplo, un banco puede permitir a los usuarios acceder solamente a su propia cuenta a través de un cajero automático sin permitirles acceder a la base de datos completa del banco.

- Bases de datos distribuidas. Ningún sistema necesita proporcionar una capacidad de almacenamiento para toda la base de datos. Por ejemplo, la Web da acceso a los usuarios a información que puede estar siendo almacenada y manipulada realmente en cualquier parte de Internet.

- Resolución más rápida de problemas. Múltiples computadoras que trabajan en partes de un problema de forma concurrente a menudo pueden resolver el problema más rápido que una única máquina que trabaje en dicho problema. Por ejemplo, las redes de PC han descubierto códigos de cifrado que se presumían indescifrables debido a la cantidad de tiempo que supondría hacerlo con una única computadora.

- Seguridad mediante redundancia. Múltiples computadoras ejecutando el mismo programa al mismo tiempo pueden proporcionar un mecanismo de seguridad a través de la redundancia. Por ejemplo, en una estación espacial hay tres computadoras que ejecutan el mismo programa, de forma que si una tiene un error de hardware o software, las otras pueden solventarlo.

- Proceso cooperativo. Tanto múltiples computadoras como múltiples usuarios pueden interactuar para llevar a cabo una tarea. Por ejemplo, en los juegos multiusuario que hay en la red las acciones de cada jugador afectan a los demás.

Criterios de redes

Para que sea considerada efectiva y eficiente, una red debe satisfacer un cierto número de criterios. Los más importantes son el rendimiento, la fiabilidad y la seguridad.

Rendimiento

El rendimiento se puede medir de muchas formas, incluyendo el tiempo de tránsito y de respuesta. El tiempo de tránsito es la cantidad de tiempo necesario para que un mensaje viaje desde un dispositivo al siguiente. El tiempo de respuesta es el tiempo que transcurre entre una petición y su respuesta. El rendimiento de una red depende de varios factores, incluyendo el número de usuarios, el tipo de medio de transmisión, la capacidad del hardware conectado y la eficiencia del software.

El rendimiento se mide a menudo usando dos métricas: ancho de banda y latencia. A menudo hace falta más ancho de banda y menos latencia. Sin embargo, ambos criterios son a menudo contradictorios. Si se intenta enviar más datos por la red, se incrementa el ancho de banda, pero también la latencia debido a la congestión de tráfico en la red.

Fiabilidad

Además de por la exactitud en la entrega, la fiabilidad de la red se mide por la frecuencia de fallo de la misma, el tiempo de recuperación de un enlace frente a un fallo y la robustez de la red ante una catástrofe.

Seguridad

Los aspectos de seguridad de la red incluyen protección de datos frente a accesos no autorizados, protección de datos frente a fallos y modificaciones e implementación de políticas y procedimientos para recuperarse de interrupciones y pérdidas de datos.

Tipo de conexión

Una red está formada por dos o más dispositivos conectados a través de enlaces. Un enlace es el medio de comunicación físico que transfiere los datos de un dispositivo a otro. A efectos de visualización, es sencillo imaginar cualquier enlace como una línea que se dibuja entre dos puntos. Para que haya comunicación, dos dispositivos deben estar conectados de alguna forma al mismo enlace simultáneamente. Hay dos configuraciones de línea posibles: punto a punto y multipunto.

Punto a punto. Una conexión punto a punto proporciona un enlace dedicado entre dos dispositivos. Toda la capacidad del canal se reserva para la transmisión entre ambos dispositivos. La mayoría de las configuraciones punto a punto usan cables para conectar los extremos, pero también son posibles otras opciones, como las microondas o los satélites de enlace. Cuando se cambian los canales de una televisión con control remoto mediante mando a distancia por infrarrojos, se establecen conexiones punto a punto entre el mando a distancia y el sistema de control de la televisión.

Multipunto. Una configuración de línea multipunto (también denominada multiconexión) es una configuración en la que varios dispositivos comparten el mismo enlace. En un entorno multipunto, la capacidad del canal es compartida en el espacio o en el tiempo. si varios dispositivos pueden usar el enlace de forma simultánea, se dice que hay una configuración de línea compartida espacialmente. Si los usuarios deben compartir la línea por turnos, se dice que se trata de una configuración de línea de tiempo compartido.

APLICACIONES

En el corto espacio de tiempo que llevan en funcionamiento, las redes de transmisión de datos se han convertido en una parte indispensable de los negocios, la industria y el entretenimiento. Algunas de las aplicaciones de las redes en los distintos campos son las siguientes:

Marketing y ventas. Las redes de computadoras se usan extensivamente en las organizaciones de marketing y de ventas. Los profesionales de marketing la usan para recolectar, intercambiar y analizar datos relacionados con las necesidades de los clientes y con los ciclos de desarrollo de productos.

Servicios financieros. Los servicios financieros actualmente son totalmente dependientes de las redes de computadoras. Las aplicaciones incluyen búsqueda de historia de créditos, intercambio de moneda extranjera.

Fabricación. Las redes de computadoras se usan actualmente en muchos ámbitos de la fabricación, incluyendo el proceso de fabricación en sí mismo. Dos aplicaciones que usan redes para proporcionar servicios esenciales son el diseño asistido por computadora (CAD) y la fabricación asistida por computadora (CAM), las cuales permiten que múltiples usuarios trabajen simultáneamente en un proyecto.

Mensajería electrónica. Una de la aplicación más extendida es el correo electrónico.

Servicios de directorios. Los servicios de directorios permiten almacenar listas de archivos en una localización centralizada para acelerar las operaciones técnicas para un producto nuevo es un servicio de información.

Servicios de información. Los servicios de información de la red incluyen boletines y bancos de datos. Un servidor web que ofrezca especificaciones técnicas para un producto nuevo es un servicio de información. Se podría decir que la comunicación entre las personas, a través de todos los medios, verbal escrito por gestos, entre otros ha permitido la evolución de los mismos en la simple reproducción del hombre al establecer comunicación con la mujer, en la preservación y extensión de la cultura, entre otras. Así podría seguir nombrando los grandes beneficios que se han adquirido a través de la comunicación y no acabaría. Con estas reflexiones pretendo demostrar que las redes de computadoras no nacieron por si solas, nacieron debido a una necesidad del hombre y a una evolución constante de acuerdo a la experiencia, pautas y formas como durante la historia se ha realizado comunicación distante sin la tecnología.

HISTORIA DE LAS COMUNICACIONES DE DATOS

La historia se puede remontar a 1957 cuando los Estados Unidos crearon la Advanced Research Projects Agency (ARPA), como organismo afiliado al departamento de defensa para impulsar el desarrollo tecnológico.

Posteriormente a la creación del ARPA, Leonard Kleinrock, un investigador del MIT escribía el primer libro sobre tecnologías basadas en la transmisión por un mismo cable de más de una comunicación.

En 1965, la ARPA patrocino un programa que trataba de analizar las redes de comunicación usando computadoras. Mediante este programa, la máquina TX-2 en el laboratorio Lincoln del MIT y la AN/FSQ-32 del System Development Corporation de Santa Mónica en California, se enlazaron directamente mediante una línea delicada de 1200 bits por segundo.

En 1968 la ARPA no espera más y llama a empresas y universidades para que propusieran diseños, con el objetivo de construir la futura red. La universidad de California gana la propuesta para el diseño del centro de gestión de red y la empresa BBN ( Bolt Beraneck and Newman Inc.) El concurso de adjudicación para el desarrollo de la tecnología de conmutación de paquetes mediante la implementación de la Interfaz Message Processors (IMP).

En 1969, es un año clave para las redes de computadoras, ya que se construye la primera red de computadoras de la historia. Denominada ARPANET, estaba compuesta por cuatro nodos situados en UCLA (Universidad de California en los Angeles), SRI (Stanford Research Institute), UCBS (Universidad de California de Santa Bárbara, Los Angeles) y la Universidad de Utah.

La primera comunicación entre dos computadoras se produce entre UCLA y Stanford el 20 de octubre de 1969. El autor de este envío fue Charles Kline (UCLA) En ese mismo año, La Universidad de Michigan crearía una red basada en conmutación de paquetes, con un protocolo llamado X.25, la misión de esta red era la de servir de guía de comunicación a los profesores y alumnos de dicha universidad. En ese mismo año se empiezan a editar los primeros RFC (Petición de comentarios) Los RFC son los documentos que normalizan el funcionamiento de las redes de computadoras basadas en TCP/IP y sus protocolos asociados.

En 1970 la ARPANET comienza a utilizar para sus comunicaciones un protocolo Host-to-host. Este protocolo se denominaba NCP y es el predecesor del actual TCP/IP que se utiliza en toda la Internet. En ese mismo año, Norman Abramson desarrolla la ALOHANET que era la primera red de conmutación de paquetes vía radio y se uniría a la ARPANET en 1972.

Ya en 1971 la ARPANET estaba compuesta por 15 nodos y 23 maquinas que se unían mediante conmutación de paquetes. En ese mismo año Ray Tomlinson realiza un programa de e-mail para distribuir mensajes a usuarios concretos a través de ARPANET.

En 1972 se elige el popular @ como tecla de puntuación para la separación del nombre del usuario y de la máquina donde estaba dicho usuario. Se realiza la primera demostración pública de la ARPANET con 40 computadoras. En esa misma demostración se realiza el primer chat.

En 1973 se produce la primera conexión internacional de la ARPANET. Dicha conexión se realiza con el colegio universitario de Londres (Inglaterra) En ese mismo año Bob Metcalfe expone sus primeras ideas para la implementación del protocolo Ethernet que es uno de los protocolos más importantes que se utiliza en las redes locales. A mediados de ese año se edita el RFC454 con especificaciones para la transferencia de archivos, a la vez que la universidad de Stanford comienza a emitir noticias a través de la ARPANET de manera permanente. En ese momento la ARPANET contaba ya con 2000 usuarios y el 75% de su tráfico lo generaba el intercambio de correo electrónico.

En 1974 Cerf y Kahn publican su artículo, un protocolo para interconexión de redes de paquetes, que especificaba con detalle el diseño del protocolo de control de transmisión (TCP).

En 1975, Se prueban los primeros enlaces vía satélite cruzando dos océanos (desde Hawai a Inglaterra) con las primeras pruebas de TCP de la mano de Stanford, UCLA y UCL.

La parada generalizada de la ARPNET el 27 de octubre de 1980 da los primeros avisos sobre los peligros de la misma. Ese mismo año se crean redes particulares como la CSNET que proporciona servicios de red a científicos sin acceso a la ARPANET.

En 1982 es el año en que la DCA y la ARPA nombran a TCP e IP como el conjunto de protocolos TCP/IP de comunicación a través de la ARPANET.

En 1991 se lanzó el proyecto Supercarretera de la información que proporcionaría fondos para continuar con el desarrollo en materia de cómputo e infraestructura para Internet en los Estados Unidos. Adicionalmente 1991 vería nacer la aplicación que lanzaría a Internet al siguiente nivel: la Red Mundial, mejor conocida como www (World Wide Web).

La explosión de Internet pasa por la entrada de servicios tradicionales como la radio, la televisión, la banca y la telefonía, que se van integrando en mayor o menor medida a la Red.

A partir de aquí la escalada de tecnología es impresionante. Se desarrollan los motores de búsqueda que rápidamente añaden búsquedas inteligentes en varios idiomas. El lenguaje Java empieza a pegar fuerte y se desarrollan tecnologías como entornos virtuales o el teléfono por Internet, que permite la conexión con todo el mundo a precio de llamada local. Se desarrolla de una manera definitiva el comercio electrónico, para comprar productos y servicios a través de Internet. Se pueden ver cientos de televisiones y escuchar radios de todo el mundo en tiempo real. Los bancos se asientan en la red y la gente empieza a ceder en su miedo inicial, confiando en la seguridad que ofrecen los servidores seguros.