1-QUE ES UNA RED INFORMÁTICA. · El cable de par trenzado(UTP Y STP). El cable UTP (unshíelded...

Tecnología de la Información y la Comunicación

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1-QUE ES UNA RED INFORMÁTICA.

Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos conectados entre sí con el propósito de compartir información y recursos.

Los recursos que se pueden compartir en una red son discos duros, impresoras, etc., pero, además, en una red podemos compartir la información de los programas y los datos que manejan los distintos usuarios.

A principios de los años 1970 se crearon ordenadores de tiempo compartido que consistían en un mismo ordenador con varias terminales a través de las cuales los usuarios podían acceder a una información de manera simultánea.

Posteriormente surgió la necesidad de conectar ordenadores independientes y estandarizar los distintos modelos de conexión.

Los componentes y su funcionamiento.

En cualquier red o sistema de comunicación podemos encontrar los siguientes elementos de funcionamiento:

El emisor, que genera una señal (petición u origen de la comunicación).

El codificador de esta señal, que prepara la comunicación para que pueda viajar por la línea.

La línea o medio de comunicación por donde viaja la información.

El decodificador de la señal, que recoge la señal y la vuelve a traducir para que el receptor la procese.

El receptor o elemento destinatario de la señal.

EMISOR CODIFICADOR LINEA DECODIFICADOR RECEPTOR

En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La línea o canal por donde circula la comunicación es el medio físico por el que viajan los datos, ya sean cables o medios no guiados.

Los componentes de la red deben poseer interfaces que sean capaces de conectar los distintos dispositivos y elementos de la red y que preparen la señal para que viaje por el medio establecido: por ejemplo las tarjetas de red de los ordenadores o los módems.

Para que el emisor y receptor puedan comunicarse necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red internet.

2-CLASIFICACIÓN DE REDES.

Podemos clasificar las redes según distintos criterios:

Por extensión.

Redes de área local (LAN, local area network).Su extensión abarca como máximo un edificio. Son las más frecuentes y puedes observarlas en la mayoría de las oficinas y en instalaciones de todo tipo.

interfaz interfaz


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Redes de área metropolitana (MAN, metropolitana area network). Se extienden por toda la ciudad, incluyendo distintos edificios no adyacentes.

Redes de área extensa (WAN, wide area network). Son las redes de gran alcance que conectan equipos que se encuentran en distintas ciudades y países o que conectan las distintas redes LAN.

También podemos hablar de redes PAN (personal area network) y redes WLAN (wireless LAN).

Por propiedad.

Según su nivel de acceso o privacidad, las redes pueden ser:

Redes públicas. Son aquellas redes cuyo acceso es público y global. Un ejemplo claro de red pública y de ámbito mundial es internet.

Redes privadas. Son redes restringidas al propietario o a los usuarios que las utilizan (son redes LAN en su mayoría). Cuando este tipo de redes utilizan herramientas típicas de la red pública se denominan intranets.

Redes privadas virtuales (VPN). Son un tipo de redes resultante de la interconexión de varias redes privadas entre sí, aprovechando la infraestructura de una red global. Se usan generalmente para conectar las sedes de una organización. El concepto de extranet se entiende como varias intranet conectadas entre sí, utilizando como infraestructura la red de internet.

Por método de conexión.

Por medios guiados (cables). En ellas, la información viaja en forma de ondas encapsuladas dentro de un cable. Dicho cable puede ser de par trenzado (el más utilizado en redes LAN), coaxial o de fibra óptica.

Inalámbricas. La transmisión se realiza mediante antenas y la información viaja en forma de ondas electromagnéticas. Las tecnologías utilizadas son: radiofrecuencia (redes Wi-Fi y Bluetooth), microondas, por satélite y por infrarrojos.

Por relación funcional.

Redes cliente-servidor. Un servidor es el ordenador central o más importante de una red. Es el encargado de gestionar la información centralizada o corporativa (normalmente es el que la almacena), así como de aplicar las normas de acceso a ella. También cumple la función de gestionar la configuración propia de la red y del acceso a sus recursos y dispositivos.

El resto de ordenadores de la red se denominan clientes o terminales y son los puestos desde los cuales los usuarios se comunican con el ordenador central. Los ordenadores clientes pueden ser terminales puros (solo tienen monitor y un teclado/ratón) o, más frecuentemente, ordenadores personales (PC) autónomos que pueden trabajar de forma independiente y conectarse a los recursos del servidor cuando sea necesario.

Redes punto a punto. También se denominan redes peer to peer o redes entre iguales. En este tipo de redes, todos los nodos o estaciones de trabajo se comportan simultáneamente como clientes y como servidores. En general, las redes entre iguales suelen ser modelos válidos en redes pequeñas y simples, con pocos recursos y pocos usuarios (menos de diez).

Por topología.

La topología es la forma en que podemos conectar las distintas estaciones de trabajo y los diferentes medios de transmisión.

Topología en bus. Las redes en bus comparten un mismo canal de transmisión, llamado bus. Consiste en un único cable (de tipo coaxial) que une secuencialmente todos los equipos de la red. Los extremos del bus se cierran con un terminador. Los conectores del cable a los ordenadores se llaman BNC.

Terminador Terminador


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Topología en anillo. Es una red cerrada en la que los equipos se sitúan de una forma similar a la del bus, pero en este caso formando un anillo completamente cerrado, con lo que el cable no tiene terminadores. La información circula en un sentido por este anillo y cada ordenador analiza si él es el destinatario de la información; si no es así, la deja pasar hasta el siguiente equipo, y así sucesivamente hasta llegar al destinatario.

Topología en estrella. En este tipo de redes todos los ordenadores están conectados a un dispositivo específico que se encarga de transmitir la información. Este dispositivo suele ser un concentrador (hub) o más frecuentemente, un conmutador (switch).

3-EL MODELO OSI.

La Organización para la Normalización Internacional (ISO) empezó a desarrollar a finales de la década de los setenta un modelo conceptual para la conexión en red al que bautizó con el nombre de modelo OSI (open systems interconnection reference model). Este modelo pasó a ser estándar internacional para las comunicaciones en red en el año 1984.

El modelo OSI divide en siete capas el proceso de transmisión de la información entre equipos informáticos, e molo que cada capa se encarga de ejecutar una determinada parte del proceso global. Las dos únicas capas del modelo con las que, de hecho, interactúa el usuario son la primera capa, la capa física (por ejemplo los cables) y la última capa de aplicación (por ejemplo un programa que utilizas para enviar un correo).

Capas o niveles OSI Función

Switch


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7.Capa de aplicación Corresponde a los programas de aplicación que usa la red

6.Capa de presentación Define la forma en que se presentan los datos a las aplicaciones

5.Capa de sesión Gestiona las conexiones entre aplicaciones cooperativas

4.Capa de transporte Proporciona servicios de detección y corrección de errores

3.Capa de red Gestiona conexiones a través de la red para capas superiores

2.Capa de enlace Proporciona servicio de envío de datos a través del enlace físico

1.Capa física Define las características físicas de la red material

4-LAS ESPECIFICACIONES IEEE 802.

El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) define y ordena las distintas formas de conectar los ordenadores entre sí dependiendo del medio físico que se utilice para interconectar los distintos elementos de una red a partir de de las redes que los distintos fabricantes (Xerox, Intel, Digital) han inventado.

En 1980 el organismo IEEE concretó una parte del modelo OSI desarrollando los niveles 1 y 2 que son los más físicos y distintos estándares en función del medio de transmisión, la topología y la forma en que se envían los datos por ese medio.

Especificaciones IEEE:

IEEE 802.3. Normaliza y define para las redes LAN el tipo de cable utilizado, la distancia que puede haber entre los ordenadores, la velocidad de transmisión y su topología. Se denomina Ethernet.

IEEE 802.5. Token ring (utilizado en redes IBM).

IEEE 802.6. Redes de área metropolitana (MAN).

IEEE 802.11. Red local inalámbrica (Wifi).

IEEE 802.15. Red de área personal inalámbrica (Bluetooth).

IEEE 802.16. Acceso inalámbrico de banda ancha (WiMAX).

5-MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIDADOS.

Las redes que utilizan cable están catalogadas en distintas adaptaciones. Las adaptaciones se nombran mediante un número que representa su velocidad de transmisión en megabits por segundo (Mbps), seguido de la palabra BASE, al final del nombre puede haber un número que representa la longitud máxima del cable por segmento multiplicada por 100, o una letra que especifica el tipo de cable utilizado. La siguiente tabla contiene las adaptaciones Ethernet más populares:

Denominación Tipo de cable Velocidad de transmisión

Distancia máxima de un segmento

Topología

10BASE-5 Coaxial 10 Mbps 500 m Bus

10BASE-2 Coaxial 10 Mbps 185 m Bus

10BASE-T Par trenzado 10 Mbps 500 m Estrella


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100BASE-5 Par trenzado 100 Mbps 500 m Estrella

10BASE-F Fibra óptica 10 Mbps 2 km Estrella

100BASE-FX Fibra óptica 100 Mbps 2 km Estrella

1000BASE-T Par trenzado 1 Gbps 500 m Estrella

1000BASE-LX/SX Fibra óptica 1 Gbps 2 km Estrella

El cable coaxial.

Las redes LAN con topología bus utilizan el cable coaxial, el cual es más resistente a las interferencias y a la atenuación de la señal que otros medios, aunque las redes de coaxial tienen las desventajas de las redes bus: un corte de conexión provoca que toda la red deje de funcionar. La velocidad de transmisión de datos es más lenta que en el par trenzado o en la fibra óptica, de ahí que el uso del coaxial para redes informáticas esté en desuso o prácticamente desaparecido.

El cable coaxial posee un núcleo sólido de cobre (medio de transporte de la información) rodeado de un aislante. Sobre éste se presenta una malla trenzada que actúa como apantallamiento protegiendo los datos que se transmiten, todo ello recubierto con una capa aislante de plástico.

El cable coaxial es el utilizado en las redes Ethernet 10 BASE 5 y Ethernet 10 BASE 2 (especificaciones antiguas de la IEEE 802.39)

Los ordenadores se conectan al cable coaxial a través de conectores BNC y con conectores T.

El cable de par trenzado(UTP Y STP).

El cable UTP (unshíelded twisted pair, par trenzado no apantallado) está formado por hilos de cobre o de aluminio entrelazados entre sí por parejas con objeto de mantener estables las propiedades eléctricas y evitar interferencias con los pares de hilos cercanos.

Según el número de pares de hilos utilizados y la longitud de cada trenzado, se obtienen diferentes velocidades de transmisión, lo que la industria ha denominado categorías (CAT). Por ejemplo, las categorías CAT1 y CAT2 son válidas para telefonía (voz) por su utilización de un par o dos pares de hilos, respectivamente. En este caso, los conectores que se utilizan son los RJ11 (conectores telefónicos).

Los cables más utilizados actualmente para las redes informáticas son de cuatro pares de hilos (CAT5 y CAT6) y el conector que se utiliza es el RJ45. La categoría 5 está presente principalmente en las redes Ethernet 100 BASE T (T = twisted pair), también denominadas Fast-Ethernet, con velocidades de 100 Mbps. El cable de categoría 6 se utiliza normalmente para redes Ethernet 1000 BASE T, es decir, con una velocidad de 1 Gbps.


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En las instalaciones de cable estructurado (véase el siguiente apartado), los distintos segmentos a cable UTP se distribuyen desde el hub o switch hasta las cajas de conexiones (rosetas). A estas rosetas se conectan los PC con un cable de categoría 5 o 6 denominado latiguillo.

El cable STP (shielded twisted pair, par trenzado apantallado) es una variante del UTP todavía m segura en la transmisión.

Cable trenzado Conector RJ45

Las instalaciones de cableado estructurado.

El cableado estructurado es la forma en que se organizan o estructuran los cables que sirven de soporte para las comunicaciones (voz y datos) de una red de área local, teniendo presentes las necesidades del momento y las posibles ampliaciones.

Las instalaciones de un edificio, por ejemplo, se deben realizar siguiendo unas normativas que estan estandarizadas y que corresponden a unos valores que la industria especifica mediante determinadas regulaciones (ANSÍ, ITU, EIA/TIA...).

En la mayoría de los casos, el cableado estructurado se basa en la utilización de par trenzado en hilo de cobre o de fibra óptica. Una instalación de cableado estructurado de voz y datos presenta las siguientes ventajas:

• Tiene un coste bastante económico (especialmente, el hilo de cobre).

• Permite ampliar la red con facilidad.

• Es fácilmente manipulable y fiable.

• Es flexible si se realizan cambios de ubicación de ordenadores o teléfonos.

La topología de la red es del tipo estrella, en la que todos los elementos se interconectan a un único punto o nudo mediante un hub o switch.

Esquema de instalación de cableado estructurado:

Sala CPD

La fibra óptica.

Rack


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La fibra óptica es un medio de transmisión cada vez más empleado en las redes de datos y telecomunicaciones. Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas, cada una de las cuales es un hilo muy fino de material transparente (vidrio o material plástico) por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

Las características principales de la fibra óptica son las siguientes:

• Su ancho de banda es muy grande: con velocidades de 10 Gbps por cada fibra, se pueden llegar a obtener velocidades de transmisión totales de 10 Tbps.

• Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas.

• Es segura. Al permanecer el haz de luz confinado en el núcleo, no es posible acceder a los datos trasmitidos por métodos no destructivos. Además, se puede instalar en lugares donde pueda haber sustancias peligrosas o inflamables, ya que no transmite electricidad.

• Tiene un coste elevado. Necesita usar transmisores y receptores más caros que otros cables.

• Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.

• Los cables de fibra óptica son una alternativa a los coaxiales en la industria de la electrónica y las telecomunicaciones porque pueden soportar una mayor capacidad de transmisión en mucho menos espacio y con más distancia entre repetidores.

6-MEDIOS DE TRANSMISIÓN NO GUIADOS.

Las redes de área local inalámbrica o WLAN proporcionan un sistema de comunicación muy flexible al eliminar por completo la utilización de cables. Esto ha hecho que en los últimos años hayan tenido una gran aceptación. Aun así, las WLAN no intentan sustituir por completo a las LAN que utilizan cable, sino que sirven como complemento de éstas, debido principalmente a que su velocidad de transmisión es menor que el de las que utilizan cable.

La tecnología Wi-Fi.

Wi-Fi es un sistema de envío de datos sobre redes computacionales que utiliza ondas de radio. Está definido en la especificación IEEE 802.11.

Los estándares IEEE 802.11 b e IEEE 802.11 g son los más populares, porque operan en una banda de frecuencia de 2,4 GHz (están disponibles casi universalmente), con una velocidad de hasta 11 Mbps y 54 Mbps, respectivamente. Existen varios dispositivos que permiten interconectar elementos Wi-Fi:

• Los routers Wi-Fi son los que reciben la señal de la línea ofrecida por el operador de telefonía y efectúan el reparto de ésta entre los dispositivos de recepción Wi-Fi que se encuentran a su alcance. Es muy frecuente que el router que suministra el proveedor de Internet en los hogares y en las empresas tenga integrada la tecnología Wi-Fi.

• Los puntos de acceso funcionan a modo de emisor remoto, es decir, en lugares donde la señal Wi-Fi del router no tiene suficiente radio. También se emplean en instalaciones donde el router no posee esta tecnología y se desea disponer de ella.

Los dispositivos de recepción pueden ser de tres tipos: tarjetas de red PCI, tarjetas PCMCIA y tarjetas USB. Las tarjetas PCI para Wi-Fi se agregan a los ordenadores de sobremesa, aunque hoy en día están perdiendo terreno en favor de las tarjetas USB, que se pueden instalar fácilmente sir necesidad de abrir el ordenador. Las tarjetas PCMCIA


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son un modelo que se utilizó mucho en los primeros ordenadores portátiles, aunque están cayendo en desuso, debido a la integración de tarjetas inalámbricas internas en estos ordenadores.

La tecnología Bluetooth.

Bluetooth es el nombre común de la especificación IEEE 802.15.1, que define un estándar global de comunicación inalámbrica mediante un enlace de radiofrecuencia. El canal máximo de comunicación es de 720 Kbps, con rango óptimo de 10 metros (es bastante más lento que las Wi-Fi). Los dispositivos que normalmente utilizan esta tecnología se engloban en el sector de la informática personal (véanse las redes PAN), como PDA, teléfonos móviles, ordenadores portátiles, etc.

La tecnología de Infrarrojos.

La tecnología IrDA (Infrared Data Association) utiliza una técnica de transmisión basada en los rayos luminosos que se mueven en el espectro infrarrojo. Soporta una amplia gama de dispositivos eléctricos, informáticos y de comunicaciones. La velocidad oscila entre los 9.600 bps y los 4 Mbps con una distancia máxima de un metro y con un cono de ángulo estrecho de 30°.

La tecnología microondas.

Este novedoso sistema inalámbrico logra increíbles velocidades de transmisión y recepción de datos, del orden de los 2.048 kbps. La información viaja a través del aire, de forma similar a la tecnología de la radio, mediante ondas electromagnéticas de alta frecuencia (microondas), que operar en las bandas de 3,5 y 28 GHz.

7-ELEMENTOS TÍPICOS DE UNA RED LAN.

Concentrador (Hub).

Un concentrador o hub es el dispositivo que centraliza el cableado de una red en estrella y constituye, así, el nodo central de ésta. El hub recibe la señal de una estación de trabajo o segmento de la red que la quiere transmitir y la emite por sus diferentes puertos. El uso del hub está en desuso, puesto que su mecanismo de transmisión de la señal se basa en difundir los paquetes de datos por todos los puertos a la vez, estén o no ocupados por un cable o por un PC encendido en ese momento. Por ejemplo, un hub de ocho puertos transmite la señal a los ocho puertos a la vez. El ordenador destinatario recibe la información y el resto la omiten.

Conmutador (switch).

Un conmutador o switch hace la misma función que un hub, pero de manera más eficiente, pues es capaz de reconocer qué puertos en ese momento tienen actividad (están conectados a una estación de trabajo, una impresora, etc.) y transmitir la señal sólo a éstos, e incluso aprende a qué PC de destino va dirigida, lo que redunda en mayor rapidez. La evolución de las redes Ethernet ha hecho que los switchs se impongan definitivamente sobre los hubs.

Repetidor.

LA señal de transmisión se atenúa, o incluso se pierde, cuanto mayor es la distancia a la que se desea transmitir. Un repetidor es un dispositivo hardware encargado de amplificar o regenerar la señal de transmisión. Opera solamente de forma física para permitir que los bits viajen a mayor distancia a través de los medios. Normalmente, la utilización de repetidores está limitada por la distancia máxima de la red y el tamaño máximo de cada uno de los segmentos de red conectados.

Bridge.

Al igual que un repetidor, un bridge o puente puede unir segmentos o grupos de trabajo LAN. Sin embargo, un bridge puede, además, dividir una red para aislar el tráfico o los problemas. Por ejemplo, si el volumen del tráfico de uno o varios equipos, o de un departamento, está sobrecargando y ralentiza todas las operaciones, el bridge puede aislar esos equipos o ese departamento.

Modem.


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Hoy en día, las redes locales y globales de TCP/IP han dejado obsoleta la conexión directa por módem, en beneficio de los bridges y los routers. No obstante, los módemes se han adaptado a las nuevas tecnologías de transmisión.

Router (enrutador).

Un router o enrutador es un dispositivo hardware o software de interconexión de redes de computadoras. Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque éstas tengan distintas tecnologías c especificaciones, siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña las siguientes funciones:

• Adapta la estructura de información de una red a otra.

• Pasa información de un soporte físico a otro (distintas velocidades y soportes físicos).

• Encamina la información por la ruta óptima. Decide la dirección de la red hacia la que va destinado el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, ésta es la dirección IP).

• Reagrupa la información que viene por rutas distintas.

Generalmente, el router es el dispositivo que conecta una red LAN a Internet o una LAN a otras LAN. La interconexión de distintas redes LAN mediante routers conforman redes de ámbito superior (MAN yWAN). Hoy en día es habitual que los routers incorporen tecnología Wi-F¡ para conectar dispositivos portátiles. También es habitual que tengan más de un puerto de conexión (cuatro puertos RJ45), lo que los convierte también en pequeños switchs. Esquema típico de interconexión de los elementos de una red LAN.


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8-TIPOS DE CONEXIÓN A INTERNET.

Conexión por línea analógica (RTB).

La conexión al proveedor de Internet se efectúa mediante una llamada telefónica a la red RTB (red de telefonía básica). Es necesario disponer de un módem analógico, que puede ser interno o externo. Tiene limitaciones en cuanto a velocidad (máximo: 56 Kbps) y utilización de la línea (no se puede disponer de voz y datos simultáneamente). La otra gran limitación es que, aunque existe la posibilidad de compartir su acceso a través de un ordenador, no es la forma más adecuada para conectar los ordenadores de una red.

Conexión por línea RDSI.

Esta conexión es muy similar en su configuración a la analógica (en su modalidad de módem). La diferencia es que aprovecha la red digital de servicios integrados (RDSI), que puede funcionar con una velocidad máxima de 128 Kbps, aunque si se quieren simultáneamente voz y datos la velocidad es de 64 Kbps. En este tipo de conexión podemos utilizar tanto un módem RDSI como un router RDSI. Los primeros routers que se instalaron en España para que una LAN se conectara a Internet eran RDSI.

Conexión por línea ADSL.

El ADSL (asymmetric digital subscriber line, línea de abonado digital asimétrica) es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal (RTB), la convierte en una línea de alta velocidad (banda ancha). Permite transmitir simultáneamente voz y datos a través de la misma línea telefónica.

Dispone de dos canales de datos asimétricos, es decir, que no tienen la misma velocidad de transmisión de datos: la velocidad en el canal de recepción de datos es mayor que en el canal de envío de datos. Esta asimetría permite alcanzar mayores velocidades en el sentido ISP, hacia el usuario (velocidad de bajada), lo cual se adapta perfectamente a los servicios de acceso a información, en los que, normalmente, el volumen de información recibido es mucho mayor que el enviado. El ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en la bajada y de hasta 1 Mbps en la subida.

Conexión por cable de fibra óptica.

Los usuarios de este tipo de conexión, además de la conexión a Internet, tienen la posibilidad de recibir servicios como televisión de pago, vídeo bajo demanda, telefonía, etc. Mediante esta conexión se pueden alcanzar velocidades teóricas de hasta 30 Mbps. Es una forma de conexión a la Red que utiliza la señal de televisión a través de cableado de fibra óptica. Este servicio toma uno de los canales de la señal de televisión y lo utiliza para acceder a la Red. La ventaja del uso de la línea de televisión es que el ancho de banda es mucho mayor. Se trata de una tecnología totalmente distinta, en la que, en lugar de establecerse una conexión directa (o punto a punto) con el proveedor de acceso, se utilizan conexiones multipunto, en las cuales muchos usuarios comparten el mismo cable.

Conexiones móviles (GSM, 3G y UMTS).

Casi todas las compañías de telefonía móvil están ofreciendo servicio de conexión a Internet vía 3G y/o GPRS. La ventaja de este sistema de conexión es la movilidad, lo que lo hace muy interesante para los portátiles. Sólo se necesita un módem 3G/GPRS y cobertura de señal. La conexión 3G es bastante rápida (supera con facilidad los 3,6 Mbps en recepción), pero debido a su método de funcionamiento presenta el inconveniente de que no es frecuente mantener estas velocidades. Los repetidores de telefonía móvil tienen un ancho de banda determinado, y éste se tiene que compartir con la telefonía móvil.


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9-PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN. EI TCP/IP.

El protocolo de una red es el software necesario para que dos equipos de una red puedan comunicarse entre sí. Como ya sabes, los ordenadores deben hablar el mismo lenguaje para poder compartir la información y los recursos de una red: este lenguaje es el protocolo de comunicación. El protocolo se encuentra en el nivel superior o última capa del modelo OSI, pues corresponde al estadio más lógico (software) de todos los definidos en este modelo.

Existen varios tipos de protocolos. Normalmente tienen que ver con el tipo de sistema operativo que se esté utilizando en la red. El sistema operativo suele incluir uno o varios tipos de protocolos que usuario o el administrador de una red pueden utilizar para conseguir que la red funcione adecuadamente. Por ejemplo, Microsoft creó un protocolo sencillo para manejar redes de Windows llamada NetBEUI, mientras que para redes Novell se utilizó y se sigue utilizando el protocolo IPX/SPX. Pera con la aparición y el uso extendido de Internet, el protocolo que se ha impuesto sobre todos los demás es el TCP/IP.

El protocolo TCP/IP.

El protocolo TCP/IP (transmission control protocol/Internet protocol) se ha convertido en el protocolo preferido de comunicaciones. La práctica totalidad de la redes LAN lo usan y los sistemas operativos más difundidos (Windows, Mac OS, Novell, UNIX, Linux...) lo incorporan como elemento fundamental de su estructura. El TCP/IP se ha convertido en el estándar de comunicación más completo y aceptado. Gracias al TPC/IP, redes heterogéneas y con distintos sistemas operativos pueden comunicarse. Asimismo, muchos componentes de hardware, como impresoras, routers, etc., incorporan en su firmware este protocolo para poder ser configurados dentro de la red.

Como indican sus siglas, el protocolo TCP/IP está formado por la unión de dos protocolos: IP y TCP. El protocolo IP trabaja a nivel de red (nivel 3 del modelo OSI) y su función se mueve en el ámbito y direccionamiento y los puertos. Para poder enviar un paquete a un nodo hay que conocer, además de la dirección IP, el número de puerto donde recibirá la información (hay 65.536 puertos disponibles). Cuando el nodo destinatario recibe la información, genera un paquete de respuesta invirtiendo los números. El protocolo TCP trabaja a nivel de transporte (nivel 4 del modelo OSI) y está orientado al control del flujo y la conexión. El transporte se realiza mediante paquetes, denominados datagramas, que incluyen en la cabecera la dirección IP de origen y destino, así como el puerto de origen y destino.

La dirección IP.

Una vez instalado el protocolo TCP/IP, cada nodo o elemento de una red (host) debe estar identificado mediante una dirección IP exclusiva. El número IP está formado por un conjunto de cuatro cifras decimales de un byte separadas por puntos. Cada cifra decimal consta de un valor comprendido entre O y 255. Por ejemplo, la siguiente sería una dirección IP: 195.235.165.34.

Cada dígito decimal se corresponde con un valor binario, que es el que realmente se transmite. Po ejemplo, la dirección IP anterior quedaría en binario de la siguiente forma:

195 235 165 34

11000011 11101011 10100101 00100010

La máscara de red.

En una red pueden crearse distintas subredes. Para diferenciar los equipos que pertenecen a las distintas subredes de una LAN se utilizan las máscaras de subred, que también se componen de 32 bits separados en cuatro octetos

La dirección IP de una máquina se compone de dos partes cuya longitud puede variar: bits de red, que definen la red a la que pertenece el equipo, y bits de host, que son los que distinguen a un equipo de otro dentro de la red. Los bits de red siempre están a la izquierda, y los de host, a la derecha. Por ejemplo; la dirección 195.10.20.4 con máscara 255.255.255.0 indica que hacemos referencia a un nodo que está en la red 195.10.20 y que es el nodo 4.

Sin embargo, la misma dirección 195.10.20.4, pero con máscara 255.255.0.0, hace referencia al nodo 4 de la subred 20, que a su vez está en la red 195.10.


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Clases de direcciones IP.

La comunidad de Internet ha definido clases de direcciones IP para dar cabida a redes de distintos tamaños. Hay tres clases de direcciones IP que una organización puede recibir de parte de la Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN): clase A, clase B y clase C. En la actualidad, la ICANN reserva las direcciones de clase A para los servidores de Internet (hosts de Internet) y las direcciones de clase B para las medianas o grandes empresas que poseen ordenadores por todo el mundo. Las direcciones de clase C se reservan para las redes LAN o intranets. Cada clase de red permite una cantidad fija de equipos (hosts) y se distingue por el primer conjunto de dígitos de su dirección.

Redes según la clase de IP

Clase Rango Nº redes Nº hosts Mascara de red

A 1.0.0.0 -126.0.0.0 126 16.777.214 255.0.0.0

B 128.0.0.0-191.255.0.0 16.384

65.534

255.255.0.0

C 192.0.0.0-223.255.255.0 2.097.152

254 255.255.255.0

En la mayoría de las redes LAN que se instalan en la actualidad se usa un identificador de red típico que no

produce conflictos con Internet: 192.168.1.x o bien 192.168.0.x. Cada equipo tendrá un identificador de host

entre 1 y 255 en el lugar donde aparece la x.

Enrutamiento o puerta de enlace.

Para que un ordenador se pueda comunicar con otro, ambos deben pertenecer a la misma red. Cuando dos hosts no se encuentran en la misma red, se utilizan unas tablas de enrutamiento para decidir a qué nodo se transmite la información. En este caso, el nodo al que se envía esta información actúa como pasarela (gateway) y él se encarga a su vez de transmitir esa información a la red de destino.

Como puedes comprobar, lo normal es que una LAN tenga direcciones de clase C, pero ¿cómo pueden confluir las distintas LAN en Internet, donde los hosts suelen tener direcciones de clase A, también llamadas IP públicas?

Cada vez que una LAN "sale" a Internet, el proveedor de Internet (ISP) asigna a esa LAN una dirección IP dentro de su propia red. Esta dirección es una IP de clase A que puede obtenerse de forma dinámica (puede cambiar en cada conexión) o fija (siempre será otorgada la misma IP). Al ser una dirección pública, la red LAN actúa como cualquier otro host en Internet y puede obtener los recursos necesarios de ella (WEB, FTP, POP3, etc.). El dispositivo que obtiene la dirección pública es el router o un PC que hace de pasarela (gateway).

El router o la pasarela tienen dos direcciones IP. Una es para comunicarse con el resto de los nodos de le red LAN (dirección de puerta de enlace) y la otra es la dirección IP obtenida del ISP. En la configuración de estas máquinas se las suele llamar IP LAN e IP WAN.

Para hacer coincidir una dirección IP pública (enrutable en Internet) con una dirección IP de red privada interna, el router o la pasarela, según sea el caso, usan un sistema de traducción de direcciones, denominado NAT, que realiza una modificación de la dirección en el paquete IP.

El NAT puede hacer coincidir una dirección IP privada (por ejemplo, 192.168.1.1) con una dirección IP pública (por ejemplo, 80.37.56.178) si se aplica el método NAT estático. También se puede compartí-una dirección IP enrutable (o una cantidad reducida de direcciones IP enrutables) entre varias máquinas con direcciones privadas. A esta última modalidad la llamamos NAT dinámico (traducción de direcciones de puerto).


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Los routers tienen integradas las funciones NAT de traducción de IP en su propio software interne que está almacenado en una memoria de tipo Flash que no se borra aunque se desenchufe. Cuando se utiliza un PC como pasarela, es necesario configurar dentro de él un software que realice el trabajo de NAT. A este software se lo suele denominar servidor proxy. La elección de un ordenador proxy en lugar de un router también obedece a otras razones: filtrado de webs y contenidos, ahorro de tráfico en peticiones ya realizadas, etc.

El router posibilita compartir una IP pública entre varias máquinas que poseen una IP privada:

El servicio de resolución de nombres (DNS).

Resulta demasiado complicado conocer los distintos números IP de los servidores de Internet. El DNS (domain

name system) es un sistema parecido a la guía de teléfonos. En lugar de recordar direcciones IP complicadas, es

mucho más sencillo conectar con un host mediante su nombre DNS.

Este sistema tiene su aplicación más inmediata en Internet. Por ejemplo, podemos referirnos de la misma forma a la dirección 147.96.1 .15 que a la dirección www.ucm.es. Pero también es necesario resolver los nombres DNS en redes más pequeñas, como las LAN, especialmente si los equipos de estas están integrados en un dominio.

INTERNET

ROUTER

SWITCH

NAT

IP WAN: 80.37.56.178

IP LAN: 192.168.1.1.

IP: 192.168.1.1.

IP 192.168.1.35 IP 192.168.1.36 IP 192.168.1.37 IP 192.168.1.38


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El servicio de DNS lo ofrece un servidor DNS. Normalmente, el proveedor de Internet debe ser al mismo tiempo el servidor DNS y tiene que interpretar los nombres que escribimos (como las páginas web) traduciéndolos a direcciones IP. En las redes cliente-servidor, el servidor hace las funciones de resolución DNS para las direcciones internas y encamina hacia el servidor del ISP para resolver las externas.

El servicio DHCP.

El DHCP (dynamic host configuraron protocol, protocolo de configuración de host dinámico) es un protocolo de red que permite a los nodos de una red obtener sus parámetros de configuración IP automáticamente. Se trata de un protocolo típico de redes cliente-servidor en el que, generalmente, el servidor posee una lista de direcciones IP dinámicas y las va asignando a los clientes conforme éstos se van conectando. En las redes punto a punto que se conectan a Internet, el servidor DHCP suele estar integrado en el router.

El TCP/IP y la red telefónica.

El TCP/IP no está preparado para trabajar con líneas telefónicas. Para poder establecer conexión TCP/IP con estas

líneas hay que utilizar un protocolo que enmascara los datagramas del TCP. Esta técnica se llama encapsulamiento

y el protocolo más utilizado es el PPP.

1-QUE ES UNA RED INFORMÁTICA. · El cable de par trenzado(UTP Y STP). El cable UTP (unshíelded...

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