ANTONIO LAZARO FLORES

CURSO DE REDES

INTRODUCCIÓN A LAS REDES

La globalización de Internet ha sido más rápida de lo que se esperaba, por lo en muchos aspectos hemos tenido que aprender, aplicar y actualizar conceptos que hasta hace muy poco eran impensables para la mayoría de la población.
Esto nos ha llevado a depender casi por completo de “La red de Redes” (Internet), para nuestras relaciones sociales, comerciales y políticas.

A medida que los programadores sigan innovando y creando nuevos conceptos, Internet jugará un papel decisivo en nuestros proyectos de futuro.

La comunicación en la actualidad es casi tan importante como el aire que respiramos. Los métodos que utilizamos para comunicarnos están en continua evolución y es aquí donde se centra Internet, ¿qué es Internet sino, sino una forma de comunicación?.

Para entender todo esto mejor, considero que necesitamos saber un poco más sobre la historia de las redes, por ello vamos a comentar de forma muy general la evolución histórica de las redes de datos.

Historia de las redes

Para empezar a hablar de redes debemos remontarnos a mediados del siglo XIX, donde se utilizaba el telégrafo como forma de comunicación entre grandes distancias geográficas.
Algunos expertos consideran las señales de humo de los indios americanos como las primeras redes rudimentarias, ya que servían para pasar información entre puntos alejados geográficamente a través del humo. Pero no esta del todo aceptado por lo que lo dejo como mera anécdota.

Posteriormente apareció la red telefónica, que fue el principal medio de transmisión de datos a nivel mundial y el que revoluciono el mundo de las comunicaciones, no solo a nivel militar y político sino a nivel personal, ya que poco a poco se fueron instalando teléfonos en las casas particulares.

Ya a principios de los 60, aparecieron las primeras redes, que sólo ofrecían una conexión tipo cliente-servidor, es decir, un ordenador hacia de servidor y otro de cliente, los clientes no podían estar conectados entre sí.
A partir de aquí las redes han ido evolucionando rápidamente y ya en 1967 nace la red antecesora de Internet, la ARPANET. Esta red fue creada con fines militares y de gobierno pero a medida que fue añadiendo nodos (servidores) terminó por evolucionar a la conocida red Internet.

Nota: Como curiosidad comentar que España se conecta por primera vez a Internet en 1985.

Como podréis observar a medida que Internet crece, se promueve la comunicación sin limites y aumentan las posibilidades de hacer negocios, el crecimiento de la educación y la investigación, etc.

Actualmente Internet esta presente en nuestras vidas, tanto a nivel personal como profesional haciéndolas más fáciles y divertidas.

Conclusión

No sabemos hasta donde puede llegar Internet ni que efectos tendrá en el futuro, pero podemos asegurar que actualmente las redes nos han ayudado en muchos aspectos, pero sobre todo en la comunicación entre personal de diferentes partes del mundo. En definitiva las redes son algo bueno en nuestra sociedad.

TIPOS DE REDES

Redes de área local (LAN)

Cuando hablamos de LAN podemos decir que se trata de redes pequeñas, generalmente localizadas en una misma situación geográfica y que suelen dar servicio a una sola empresa, edificio, casa, etc.

Cómo su tamaño es reducido podemos entender que ni siquiera requiera de un administrador de red y los componentes de la misma también sean reducidos, aunque en algunos casos las LAN de empresas grandes pueden tener un número de puestos considerables y requerir de varios administradores de red. Este tipo de redes pueden estar compuestas por cables, inalámbricas o ambas a la vez.

Su capacidad de transmisión esta comprendida entre 1Mbps y 1Gbps.
Tiene varias tipologías de red que veremos más adelante.

Redes de área amplia (WAN)

Para entender este tipo de red vamos a dar un ejemplo. Pensemos que estamos en una multinacional, con varias sedes en distintos países. Cada sede posee su LAN, pero tienen que estar comunicadas entre sí, bien pues esa comunicación se realiza a través de la red WAN.

Las redes WAN utilizan dispositivos especiales para realizar las interconexiones entre las distintas redes LAN. Además pueden usar sistemas de comunicación vía satélite o radio.

Más adelante también veremos sus diferentes tipologías.

Intranet

Hablamos de Intranet cuando queremos hablar de redes LAN y WAN privadas dentro de una empresa, organización, etc. a las cuales solo se tiene acceso mediante usuario y contraseñas privadas.

Este tipo de redes se suelen utilizar para compartir recursos dentro de la red, es decir, suelen servir para alojar paginas web de la empresa, para compartir impresoras, escáner, etc. y además cuentan con opción de salida a Internet. Se utilizan también para instalar programas internos dentro de la empresa, organización, etc.

Internet Works (Red de redes, Internet)

Internet Works no es nada más y nada menos que lo que nosotros conocemos como Internet, y es simplemente un montón de redes LAN y WAN conectadas entre si formando una especie de maraña.

Internet se crea mediante la interconexión de de redes de proveedores de servicios de Internet (ISP). Estas redes proporcionan acceso a Internet a millones de usuarios de todo el mundo, garantizando una comunicación efectiva y rápida. Pero tenemos que destacar que no esta centralizada ni regida por un único organismo, sino que se gestiona mediante muchos organismos de los cuales podemos citar a la ICANN (gestionar nombres de dominios y direcciones IP) y la IETF(encargada de redactar los protocolos).

Una vez que sabemos ya los diferentes tipos de red tenemos que pasar a ver los distintos protocolos por los que se rigen dichas redes, pero esto ya lo veremos en el siguiente artículo sobre los protocoles de red.

ARQUITECTURA DE RED

Antes de meternos en la arquitectura de red tenemos que destacar lo que es una red convergente y su finalidad.
Antiguamente las redes se dividían dependiendo del tipo de dispositivos que la formaban, de esta forma una red telefónica solo servia para comunicarse vía teléfono y una red informática para conectar dispositivos informáticos. Bien pues aparece un nuevo tipo de red que es la convergente, la cual permite utilizar una única red para varias funciones. Esta red necesita una buena arquitectura de red para su funcionamiento y por ello es sumamente importante ver que es una arquitectura de red y sus principales características.

Lo primero que tenemos que saber es, a que nos referimos cuando hablamos de arquitectura de red, bien pues nos referimos a las tecnologías que admiten la infraestructura, servicios y protocolos que transmiten los mensajes a través de la red, para que esta sea fiable y funcione perfectamente.

Actualmente una buena arquitectura de red debe cumplir 4 características básicas:

Tolerancia a fallos
Escalabilidad
calidad del servicio
Seguridad

A continuación pasamos a detallar cada una de ellas para dejar estas características totalmente claras.

Tolerancia a fallos

Una red tolerante a fallos es aquella que limita el impacto de un error de software o hardware y que además puede recuperarse de dicho error rápidamente. Para que se entienda mejor, si nosotros enviamos un mensaje y nos da un error de enrutamiento, la red lo que tendría que hacer es mandar inmediatamente el mismo mensaje pero por otra ruta distinta de tal forma que el destinatario no conoce dicho error y recibe sin problemas el mensaje. Para aplicar este sistema utilizamos lo que se llama redundancia, y es simplemente implementar varios caminos, soluciones, etc para que si uno falla, tengamos más y el mensaje siempre llegue a su destinatario.

Escalabilidad

Esta característica no es otra que la de permitir el crecimiento de las redes sin repercutir en su funcionamiento. Para que os hagáis una idea, cada semana se conectan miles de usuarios nuevos y proveedores de Internet, para que esto no cree problemas de rendimiento se ha creado un diseño jerárquico de capas para la estructura física y la arquitectura lógica. (Esto lo veremos detenidamente más adelante).

Calidad del servicio

Para que una red suministre una buena calidad de servicio, crea lo que se denominan prioridades, para que así, de esta forma, por ejemplo, se de más prioridad a un streamming de video que a una página web, ya que esta última no requiere tantos servicios para funcionar correctamente. Esto es algo que se ira entendiendo mejor a lo largo del manual.

Seguridad

Esta es la característica que más se esta desarrollando actualmente ya que es la que más preocupa a la sociedad actual. La confidencialidad de los datos es primordial a la hora de enviar mensajes a través de una red, y es por eso, que esta característica es a mi entender junto con la tolerancia a fallos, son las dos más importantes y las que requieren mayor desarrollo e investigación.
Como sistemas de seguridad, en las redes utilizamos los sistemas de contraseñas cifradas, los firewall, los encriptadores de datos, etc.

Ya en el siguiente artículo veremos de que se compone una red y sus representaciones gráficas.

ELEMENTOS DE UNA RED

Las redes de información varían en tamaño y capacidad pero todas ellas tienen una serie de elementos básicos en común:

Dispositivos dentro de la red, que envían o reciben mensajes
Mensajes que se envían de un dispositivo a otro.
Un medio para conectar los dispositivos, así como para enviar los mensajes
Reglas que rigen la forma en se enviá, recibe e interpretan los mensajes.

Nota: Para que una red funcione correctamente es necesario la estandarización de todos estos elementos.

La disposición gráfica de una red sería la siguiente:

Dispositivos

Dentro de los dispositivos podemos citar los más importantes que serían:

Pc sobremesa
Portátil
Servidor
Router
Impresora
Etc.

Su representación gráfica seria la siguiente:

Añadir leyenda

Medios

Los medios mas comunes son los cables de red (LAN) y el aire (WIFI).
Su representación gráfica es la siguiente:

Reglas

Son los estandar o protocolos que utilizamos para las comunicaciones. Algunos ejemplos de reglas y protocolos son los siguientes:

Protocolo TCP/IP para la transmisión de mensajes
HTTP para www
SMTP para el correo de salida
POP para el correo de entrada
SIP para la voz IP

Mensajes

Utilizamos la palabra “mensaje” para referirnos por ejemplo, a páginas web, correos electrónicos, llamadas telefónicas, documentos para impresión, etc.

Ya solo nos quedaría por ver la representación que utilizamos para hablar de Internet o de cualquier red formada por varias redes.

Una vez que ya sabemos los elementos que conforman la red podemos pasar a ver otros aspectos como son los tipos de conexiones, es decir, los elementos físicos que podemos utilizar en el elemento “medio” de nuestra red.

Tipos de conexiones

Para que una red funcione, los dispositivos tienen que estar interconectados, ya sea mediante cables o por dispositivos inalámbricos.

Conexiones por cable: El medio suele ser cables de cobre que transmiten señales eléctricas, o por fibra óptica que transmite señales de luz.
Los tipos de cable de cobre son el Par Trenzado o el Par Trenzado no blindado (UTP).
Conexiones inalámbricas: El medio es el aire y las señales son las microondas.
Las conexiones inalámbricas pueden ser:
Router inalámbrico <-> ordenador
dispositivo tierra <-> dispositivo tierra
Dispositivo tierra <-> dispositivo satélite

Nota:

Nota: Las redes inalámbricas, en algún momento, tienen una conexión con alguna red cableada.

Ya en el siguiente artículo veremos la comunicación en redes, sus principales componentes y sus propiedades.

COMUNICACIÓN A TRAVÉS DE LA RED

Las tecnologías de hoy en día nos permiten que las redes estén disponibles cuando y donde las necesitemos. A medida que la red humana sigue creciendo, la red que la conecta también debe hacerlo.

En los artículos anteriores del manual de redes veíamos los dispositivos que podemos encontrarnos en una red, bien pues en este artículo vamos a ver los componentes de la comunicación.

Es importante que conozcamos lo dispositivos que forman dicha red, así como los medios que conectan los dispositivos, los mensajes que se trasmiten y las reglas y comandos que se utilizan para dichos fines.

En el artículo sobre los elementos de una red veíamos los distintos dispositivos, los tipos de redes, etc. pero ahora vamos a ver un poco por encima los elementos de una comunicación para entender algo mejor lo que viene después.

A grandes rasgos podemos decir que una comunicación esta compuesta por un emisor (el que enviá el mensaje), un canal (vía por la que se enviá el mensaje) y un receptor (el que recibe el mensaje). Tanto el emisor como el receptor pueden ser personas o dispositivos.

Un ejemplo sobre esto seria: un ordenador manda una petición de impresión a la impresora. El emisor sería el ordenador, el canal sería la red y el receptor sería la impresora.

Una vez visto esto podemos pasar a ver que es la comunicación de mensajes y como se realiza.

Comunicación de mensajes

Para entender esto vamos a ir guiándonos por el ejemplo del envío de un correo electrónico.
Pensemos en un envío de correo tal como conocemos la comunicación, esto sería simplemente que un ordenador manda un mensaje a otro. Pero qué pasaría si dicho mensaje se pierde en el camino por un fallo de red? Pues que tendríamos que enviarlo nuevamente no? Bien pues para solucionar este problema lo que hacemos en la comunicación entre redes informáticas es enviar dicho mensaje dividido en múltiples paquetes más pequeños de tal forma que si falla la red solo tenemos que enviar el paquete perdido y no todo el mensaje.
Este proceso se denomina segmentación.

La segmentación nos permite enviar varios mensajes a la vez (multiplexación) y que cada paquete de cada mensaje vaya por caminos distintos haciendo la comunicación más rápida y fiable.

La única desventaja de dicho proceso de segmentación es que al llegar al receptor se tienen que ordenar todos los paquetes antes de ser entregado. (Esto es un proceso complejo y requiere algo de tiempo).

Plataforma para las comunicaciones

Las redes utilizan dispositivos, medios y servicios.
Los dispositivos y medios suelen ser todos elementos hardware (Equipos, cableado, router, etc.) y los servicios suelen ser todo el software necesarios para el funcionamiento de la red, y la lectura de los mensajes enviados(procesos, protocolos, gestores de correo, paginas web, etc.)

Dispositivos finales: en términos de red llamamos a los dispositivos finales host y pueden ser ordenadores, impresoras de red, escaner, etc. Para distinguir un host de otro le asignamos una dirección que será utilizada por otro host para especificar el destino del mensaje. Cabe destacar que actualmente un host puede actuar como cliente, como servidor o como ambos a la vez.
Los servidores son host que proporcionan información y servicios a otros host de la red.
Los clientes son host que solicitan información a servidores y muestran dicha información.
Dispositivos intermedios: Son aquellos que permiten la conexión entre host o incluso entre redes (hubs, routers, modems, firewalls). Son los que determinan la ruta de los mensajes tomando como referencia la dirección del host destino. Ademas de esta función se encargar de notificar errores en la recepción de mensajes, clasificar y administrar las prioridades de los mensajes y permitir o denegar el flujo de mensajes de acuerdo con los parámetros de seguridad.
Medios: se trata del canal por el que se transmiten los mensajes. Actualmente tenemos tres tipos de medios: cable de cobre, fibra óptica y transmisión inalámbrica. La codificación del mensaje en cada medio es diferente. Hay que saber elegir bien el medio ya que cada uno tiene propiedades, ventajas y desventajas diferentes. Más adelante veremos como elegir bien el medio dependiendo de la tipografía de la red y las necesidades de la misma.
Servicios: se trata del software utilizado en cada caso. Nos podemos referir al gestor de correo, al protocolo tcp/ip, a la página web.... En definitiva todo programa que nos ayude a enviar y visualizar nuestro mensaje.

En el siguiente artículo veremos los tipos de redes que podemos encontrarnos en la actualidad.