Todo el contenido del curso de Redes, decimo semestre…

Cableado Estructurado

Se conoce como cableado estructurado al sistema de cables, conectores, canalizaciones y dispositivos que permiten establecer una infraestructura de telecomunicaciones en un edificio.

Estándar EIA/TIA

El estándar de cableado estructurado TIA / EIA definen la forma de diseñar, construir y administrar un sistema de cableado que es estructurado, lo que significa que el sistema está diseñado en bloques que tienen características de rendimiento muy específicos. Los bloques se integran de una manera jerárquica para crear un sistema de comunicación unificado. Por ejemplo, el grupo de trabajo LAN representan un bloque con los requerimientos de menor rendimiento que el bloque de red troncal, que requiere un cable de alto rendimiento de fibra óptica en la mayoría de los casos.

Las Normas y Publicaciones de Ingeniería de TIA/EIA se diseñan con el objetivo de servir al interés público eliminando los malentendidos entre fabricantes y compradores, facilitando la intercambiabilidad y mejoramiento de los productos y ayudando al comprador a seleccionar y obtener con la menor demora posible el producto mejor adaptado a sus necesidades particulares.

Propósito del Estándar TIA/EIA 568-A:

  • Establecer un cableado estándar genérico de telecomunicaciones para respaldar un ambiente multiproveedor.
  • Permitir la planeación e instalación de un sistema de cableado estructurado para construcciones comerciales.
  • Establecer un criterio de ejecución y técnico para varias configuraciones de sistemas de cableados.
  • Proteger las inversiones realizadas por el cliente (como mínimo 10 años).
  • Las normas TIA/EIA fueron creadas como norma de industria en un país, pero se han empleado como normas internacionales por ser las primeras en crearse.

Cableado Horizontal

La norma del EIA/TIA 568A define el cableado horizontal de la siguiente forma: el sistema de cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones o viceversa.

El cableado horizontal consiste de cuatro elementos básicos: rutas y espacios verticales (también llamado “sistemas de pasada de datos horizontal”). Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los “contenedores” del cableado Horizontal.

El cableado horizontal incluye:

Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo (en inglés: work area outlets, WAO).

Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones.

Paneles (patch panels) y cables de empalme utilizados para configurar las conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones.

Cableado vertical o backbone

El sistema de cableado vertical proporciona interconexiones entre cuartos de entrada de servicios de edificio, cuartos de equipo y cuartos de telecomunicaciones. El cableado del backbone incluye la conexión vertical entre pisos en edificios de varios pisos. El cableado del backbone incluye medios de transmisión (cables), puntos principales e intermedios de conexión cruzada y terminaciones mecánicas. El cableado vertical realiza la interconexión entre los diferentes gabinetes de telecomunicaciones y entre estos y la sala de equipamiento. En este componente del sistema de cableado ya no resulta económico mantener la estructura general utilizada en el cableado horizontal, sino que es conveniente realizar instalaciones independientes para la telefonía y datos.

Velocidad según la categoría de la red

  • categoría 1: se utiliza para comunicaciones telefónicas y no es adecuado para la transmisión de datos ya que sus velocidades no alcanzan los 512 kbit/s.
  • categoría 2: puede transmitir datos a velocidades de hasta 4 Mbit/s.
  • categoría 3: se utiliza en redes 10BaseT y puede transmitir datos a velocidades de hasta 10 Mbit/s.
  • categoría 4: se utiliza en redes Token Ring y puede transmitir datos a velocidades de hasta 16 Mbit/s.
  • categoría 5: puede transmitir datos a velocidades de hasta 100 Mbit/s.
  • categoría 6: Redes de alta velocidad hasta 1 Gbit/s.
  • categoría 6A: Redes de alta velocidad hasta 10 Gbit/s.
  • categoría 7: Redes de alta velocidad de hasta 10 Gbit/s y frecuencias hasta 600 MHz
  • categoría 7A: Redes de alta velocidad de hasta 10 Gbit/s y frecuencias hasta 1000 MHz

Patch Panel

También denominado bahía de rutas, es el elemento encargado de recibir todos los cables del cableado estructurado.

Sirve como organizador de las conexiones de la red, para que los elementos relacionados de la red de área local (LAN) y los equipos de conectividad puedan ser fácilmente incorporados al sistema, y además los puertos de conexión de los equipos activos de la red (switch, router, etcétera) no tengan daños por el constante trabajo de retirar e introducir los conectores en sus puertos.

Telefonía IP

La telefonía IP es como la telefonía tradicional (digital y analógica), pero utiliza la Voz sobre IP para establecer comunicaciones mediante una red de datos. Se puede tener en distintos dispositivos como: Teléfono fijo, Teléfono inalámbrico, Softphone (teléfono basado en PC o tabletas o Smartphone.)

PBXs IP

Una central IP o IP-PBX es un equipo de comunicaciones diseñado para ofrecer servicios de comunicación a través de las redes de datos. A esta aplicación se le conoce como voz sobre IP (VoIP), donde IP es la identificación de los dispositivos dentro de la web.

Softswitches

es el principal dispositivo en la capa de control dentro de una arquitectura NGN (Next Generation Network), encargado de proporcionar el control de llamada (señalización y gestión de servicios), procesamiento de llamadas, y otros servicios, sobre una red de conmutación de paquetes (IP).

El softswitch actúa como gestor en el momento de interconectar las redes de telefonía tradicional, e incluso las redes inalámbricas 3G con las redes de conmutación de paquetes(IP), buscando como objetivo final lograr la confiabilidad y calidad de servicio similar a la que brinda una red de conmutación de circuitos con un menor precio.

Terminales IP

Es un dispositivo que permite realizar una comunicación utilizando una red IP ya sea mediante red de área local o a través de Internet. Generalmente nos referimos a un terminal IP en temas de Telefonía IP ya que son los principales dispositivos utilizados para realizar una comunicación de paquetes de datos en los que se transporta voz o vídeo (VoIP).

Protocolo

Existen varios protocolos comúnmente usados para VOIP, estos protocolos definen la manera en que por ejemplo los codecs se conectan entre si y hacia otras redes usando VoIP. Estos también incluyen especificaciones para codecs de audio.

El Protocolo H.323

El protocolo más usado es el H.323, un standard creado por la International Telecomunication Union (ITU) (link) H323 es un protocolo muy complejo que fue originalmente pensado para videoconferencias. Este provee especificaciones para conferencias interactivas en tiempo real, para compartir data y audio como aplicaciones VoIP. Actualmente H323 incorpora muchos protocolos individuales que fueron desarrollados para aplicaciones específicas.

Como pueden ver H.323 es una larga colección de protocolos y especificaciones. Eso es lo que lo permite ser usado en tantas aplicaciones. El problema con H.323 es que no fue específicamente dirigido a VoIP.

El protocolo SIP

Una alternativa al H.323 surgió con el desarrollo del Session Initiation Protocol (SIP). SIP es un protocolo mucho más lineal, desarrollado específicamente para aplicaciones de Voip. Más chicas y más eficientes que H.323. SIP toma ventaja de los protocolos existentes para manejar ciertas partes del proceso.

Uno de los desafíos que enfrenta el VoIP es que los protocolos que se utilizan a lo largo del mundo no son siempre compatibles. Llamadas VoIP entre diferentes redes pueden meterse en problemas si chocan distintos protocolos. Como VoIP es una nueva tecnología, este problema de compatibilidad va a seguir siendo un problema hasta que se genere un standard para el protocolo VoIP.

Voz sobre IP

Es un conjunto de recursos que hacen posible que la señal de voz viaje a través de Internet empleando el protocolo IP (Protocolo de Internet). Esto significa que se envía la señal de voz en forma digital, en paquetes de datos, en lugar de enviarla en forma analógica a través de circuitos utilizables solo por telefonía convencional.

Modelo de Referencia OSI

El modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1), más conocido como “modelo OSI”, (en inglés, Open System Interconnection) es un modelo de referencia para los protocolos de la red de arquitectura en capas.

Capa Física

Es la primera capa del Modelo OSI. Es la que se encarga de la topología de red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, se refiere tanto al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.

Sus principales funciones se pueden resumir como:

  • Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), cable coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
  • Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
  • Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
  • Transmitir el flujo de bits a través del medio.
  • Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
  • Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).

Capa de enlace de datos

Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Es uno de los aspectos más importantes que revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más usados son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que redirecciona las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios (servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que reciba información como teléfonos móviles, tabletas y diferentes dispositivos con acceso a la red, etc.), dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).

Capa de red

Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.

  • Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
  • Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)

El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan encaminadores o enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.

En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.

Capa de transporte

Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP: Puerto (ejemplo: 191.16.200.54:80).

Capa de sesión

Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.

Capa de presentación

El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que, aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.

Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.

Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.

Capa de aplicación

Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.

Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación, pero ocultando la complejidad subyacente.

Arquitectura TPC/IP

Protocolo usado para comunicaciones en redes y, como todo protocolo, describe un conjunto de guías generales de operación para permitir que un equipo pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario.

Capa de red física

La capa de red física especifica las características del hardware que se utilizará para la red. Por ejemplo, la capa de red física especifica las características físicas del medio de comunicaciones. La capa física de TCP/IP describe los estándares de hardware como IEEE 802.3, la especificación del medio de red Ethernet, y RS-232, la especificación para los conectores estándar.

Capa de vínculo de datos

La capa de vínculo de datos identifica el tipo de protocolo de red del paquete, en este caso TCP/IP. La capa de vínculo de datos proporciona también control de errores y estructuras. Algunos ejemplos de protocolos de capa de vínculo de datos son las estructuras Ethernet IEEE 802.2 y Protocolo punto a punto (PPP).

Capa de Internet

La capa de Internet, también conocida como capa de red o capa IP, acepta y transfiere paquetes para la red. Esta capa incluye el potente Protocolo de Internet (IP), el protocolo de resolución de direcciones (ARP) y el protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP).

Protocolo IP

El protocolo IP y sus protocolos de enrutamiento asociados son posiblemente la parte más significativa del conjunto TCP/IP. El protocolo IP se encarga de:

  • Direcciones IP: Las convenciones de direcciones IP forman parte del protocolo IP. Cómo diseñar un esquema de direcciones IPv4 introduce las direcciones IPv4 y Descripción general de las direcciones IPv6 las direcciones IPv6.
  • Comunicaciones de host a host: El protocolo IP determina la ruta que debe utilizar un paquete, basándose en la dirección IP del sistema receptor.
  • Formato de paquetes: el protocolo IP agrupa paquetes en unidades conocidas como datagramas. Puede ver una descripción completa de los datagramas en Capa de Internet: preparación de los paquetes para la entrega.
  • Fragmentación: Si un paquete es demasiado grande para su transmisión a través del medio de red, el protocolo IP del sistema de envío divide el paquete en fragmentos de menor tamaño. A continuación, el protocolo IP del sistema receptor reconstruye los fragmentos y crea el paquete original.

Oracle Solaris admite los formatos de direcciones IPv4 e IPv6, que se describen en este manual. Para evitar confusiones con el uso del Protocolo de Internet, se utiliza una de las convenciones siguientes:

  • Cuando se utiliza el término “IP” en una descripción, ésta se aplica tanto a IPv4 como a IPv6.
  • Cuando se utiliza el término “IPv4” en una descripción, ésta sólo se aplica a IPv4.
  • Cuando se utiliza el término “IPv6” en una descripción, ésta sólo se aplica a IPv6.

Protocolo ARP

El protocolo de resolución de direcciones (ARP) se encuentra conceptualmente entre el vínculo de datos y las capas de Internet. ARP ayuda al protocolo IP a dirigir los datagramas al sistema receptor adecuado asignando direcciones Ethernet (de 48 bits de longitud) a direcciones IP conocidas (de 32 bits de longitud).

Protocolo ICMP

El protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) detecta y registra las condiciones de error de la red. ICMP registra:

  • Paquetes soltados: Paquetes que llegan demasiado rápido para poder procesarse.
  • Fallo de conectividad: No se puede alcanzar un sistema de destino.
  • Redirección: Redirige un sistema de envío para utilizar otro enrutador.

Capa de transporte

La capa de transporte TCP/IP garantiza que los paquetes lleguen en secuencia y sin errores, al intercambiar la confirmación de la recepción de los datos y retransmitir los paquetes perdidos. Este tipo de comunicación se conoce como transmisión de punto a punto. Los protocolos de capa de transporte de este nivel son el Protocolo de control de transmisión (TCP), el Protocolo de datagramas de usuario (UDP) y el Protocolo de transmisión para el control de flujo (SCTP). Los protocolos TCP y SCTP proporcionan un servicio completo y fiable. UDP proporciona un servicio de datagrama poco fiable.

Protocolo TCP

TCP permite a las aplicaciones comunicarse entre sí como si estuvieran conectadas físicamente. TCP envía los datos en un formato que se transmite carácter por carácter, en lugar de transmitirse por paquetes discretos. Esta transmisión consiste en lo siguiente:

  • Punto de partida, que abre la conexión.
  • Transmisión completa en orden de bytes.
  • Punto de fin, que cierra la conexión.

TCP conecta un encabezado a los datos transmitidos. Este encabezado contiene múltiples parámetros que ayudan a los procesos del sistema transmisor a conectarse a sus procesos correspondientes en el sistema receptor.

TCP confirma que un paquete ha alcanzado su destino estableciendo una conexión de punto a punto entre los hosts de envío y recepción. Por tanto, el protocolo TCP se considera un protocolo fiable orientado a la conexión.

Protocolo SCTP

SCTP es un protocolo de capa de transporte fiable orientado a la conexión que ofrece los mismos servicios a las aplicaciones que TCP. Además, SCTP admite conexiones entre sistema que tienen más de una dirección, o de host múltiple. La conexión SCTP entre el sistema transmisor y receptor se denomina asociación. Los datos de la asociación se organizan en bloques. Dado que el protocolo SCTP admite varios hosts, determinadas aplicaciones, en especial las que se utilizan en el sector de las telecomunicaciones, necesitan ejecutar SCTP en lugar de TCP.

Protocolo UDP

UDP proporciona un servicio de entrega de datagramas. UDP no verifica las conexiones entre los hosts transmisores y receptores. Dado que el protocolo UDP elimina los procesos de establecimiento y verificación de las conexiones, resulta ideal para las aplicaciones que envían pequeñas cantidades de datos.

Capa de aplicación

La capa de aplicación define las aplicaciones de red y los servicios de Internet estándar que puede utilizar un usuario. Estos servicios utilizan la capa de transporte para enviar y recibir datos. Existen varios protocolos de capa de aplicación. En la lista siguiente se incluyen ejemplos de protocolos de capa de aplicación:

  • Servicios TCP/IP estándar como los comandos ftp, tftp y telnet.
  • Comandos UNIX “r”, como rlogin o rsh.
  • Servicios de nombres, como NIS o el sistema de nombre de dominio (DNS).
  • Servicios de directorio (LDAP).
  • Servicios de archivos, como el servicio NFS.
  • Protocolo simple de administración de red (SNMP), que permite administrar la red.
  • Protocolo RDISC (Router Discovery Server) y protocolos RIP (Routing Information Protocol).

Redes LAN y WAN

Una red de área amplia, o WAN, (Wide Area Network en inglés), es una red de computadoras que une varias redes locales, aunque sus miembros no estén todos en una misma ubicación física. Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por los proveedores de internet (ISP) para proveer conexión a sus clientes.

Una red de área local o LAN (por las siglas en inglés de Local Area Network) es una red de computadoras que abarca un área reducida a una casa, un departamento o un edificio.

Cable Coaxial

Es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (también denominada chaqueta exterior).

Cable de cobre

Se llama cable a un conductor o conjunto de ellos generalmente recubierto de un material aislante o protector, si bien también se usa el nombre de cable para transmisores de luz (cable de fibra óptica) o esfuerzo mecánico (cable mecánico).

Cable de Fibra Óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos y telecomunicaciones, consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser un láser o un diodo led.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por cable más avanzado, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

Hub

Concentrador (hub) es el dispositivo que permite centralizar el cableado de una red de computadoras, para luego poder ampliarla.

Trabaja en la capa física (capa 1) del modelo OSI o la capa de acceso al medio en el modelo TCP/IP. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos (repetidor).

Bridge

Puente de red (en inglés: bridge) es el dispositivo de interconexión de redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI.

Interconecta segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo la transferencia de datos de una red hacia otra con base en la dirección física de destino de cada paquete.

El término bridge, formalmente, responde a un dispositivo que se comporta de acuerdo al estándar IEEE 802.1D.

En definitiva, un bridge conecta segmentos de red formando una sola subred (permite conexión entre equipos sin necesidad de routers). Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento al que está conectado.

Router

Un router, también conocido como enrutador, encaminador o rúter, es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IP que se pueden comunicar sin la intervención de un encaminador (mediante puentes de red), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

LAN – Capa física

Las topologías más comúnmente usadas son las siguientes:

Una topología de bus usa solo un cable backbone que debe terminarse en ambos extremos. Todos los hosts se conectan directamente a este backbone. Su funcionamiento es simple y es muy fácil de instalar, pero es muy sensible a problemas de tráfico, y un fallo o una rotura en el cable interrumpe todas las transmisiones.

La topología de anillo conecta los nodos punto a punto, formando un anillo físico y consiste en conectar varios nodos a una red que tiene una serie de repetidores. Cuando un nodo transmite información a otro la información pasa por cada repetidor hasta llegar al nodo deseado. El problema principal de esta topología es que los repetidores son unidireccionales (siempre van en el mismo sentido). Después de pasar los datos enviados a otro nodo por dicho nodo, continúa circulando por la red hasta llegar de nuevo al nodo de origen, donde es eliminado. Esta topología no tiene problemas por la congestión de tráfico, pero si hay una rotura de un enlace, se produciría un fallo general en la red.

La topología en estrella conecta todos los nodos con un nodo central. El nodo central conecta directamente con los nodos, enviándoles la información del nodo de origen, constituyendo una red punto a punto. Si falla un nodo, la red sigue funcionando, excepto si falla el nodo central, que las transmisiones quedan interrumpidas.

Una topología en estrella extendida conecta estrellas individuales entre sí mediante la conexión de concentradores (hubs) o switches. Esta topología puede extender el alcance y la cobertura de la red.

Una topología jerárquica es similar a una estrella extendida. Pero en lugar de conectar los hubs o switches entre sí, el sistema se conecta con un computador que controla el tráfico de la topología.

La topología de malla se implementa para proporcionar la mayor protección posible para evitar una interrupción del servicio. El uso de una topología de malla en los sistemas de control en red de una planta nuclear sería un ejemplo excelente. En esta topología, cada host tiene sus propias conexiones con los demás hosts. Aunque Internet cuenta con múltiples rutas hacia cualquier ubicación, no adopta la topología de malla completa.

La topología de árbol tiene varias terminales conectadas de forma que la red se ramifica desde un servidor base. Un fallo o rotura en el cable interrumpe las transmisiones.

La topología de doble anillo es una de las tres principales topologías. Las estaciones están unidas una con otra formando un círculo por medio de un cable común. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regresándose en cada nodo. El doble anillo es una variación del anillo que se utiliza principalmente en redes de fibra como FDDI es el doble anillo.

La topología mixta es aquella en la que se aplica una mezcla entre alguna de las otras topologías: bus, estrella o anillo. Principalmente las podemos encontrar dos topologías mixtas: Estrella-Bus y Estrella-Anillo. Los cables más utilizados son el cable de par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.

Direccionamiento IP

Una dirección IP es un número que identifica, de manera lógica y jerárquica, a una Interfaz en red (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo (computadora, tableta, portátil, smartphone) que utilice el protocolo IP (Internet Protocol), que corresponde al nivel de red del modelo TCP/IP.

Direccionamiento Binario

Es convertir una dirección IP en un numero binario, por medio de octetos.

Subred

En redes de computadoras, una subred es un rango de direcciones lógicas. Cuando una red de computadoras se vuelve muy grande, conviene dividirla en subredes, por los siguientes motivos:

  • Reducir el tamaño de los dominios de broadcast.
  • Hacer la red más manejable, administrativamente. Entre otros, se puede controlar el tráfico entre diferentes subredes mediante ACLs.

Existen diversas técnicas para conectar diferentes subredes entre sí. Se pueden conectar:

  • a nivel físico (capa 1 OSI) mediante repetidores o concentradores (hubs),
  • a nivel de enlace (capa 2 OSI) mediante puentes o conmutadores (switches),
  • a nivel de red (capa 3 OSI) mediante routers,
  • a nivel de transporte (capa 4 OSI),
  • aplicación (capa 7 OSI) mediante pasarelas.

También se pueden emplear técnicas de encapsulación (tunneling).

En el caso más simple, se puede dividir una red en subredes de tamaño fijo (todas las subredes tienen el mismo tamaño). Sin embargo, por la escasez de direcciones IP, hoy en día frecuentemente se usan subredes de tamaño variable.

Máscara de subred

La máscara de subred o subneting señala qué bytes (o qué porción) de su dirección es el identificador de la red. La máscara consiste en una secuencia de unos seguidos de una secuencia de ceros con el mismo tamaño que una dirección IP (32 bits, o lo que es lo mismo 4 bytes), por ejemplo, una máscara de 20 bits se escribiría 255.255.240.0, es decir como una dirección IP con 20 bits en 1 seguidos por 12 bits en 0, pero para facilitar su lectura se escribe separando bloques de 8 bits (1 byte) con puntos y escribiéndolos en decimal. La máscara determina todos los parámetros de una subred: dirección de red, dirección de difusión (broadcast) y direcciones asignables a nodos de red (hosts).

Direcciones reservadas

Dentro de cada subred (como también en la red original, sin subdivisión) no se puede asignar la primera y la última dirección a ningún host. La primera dirección de la subred se utiliza como dirección de la subred, mientras que la última está reservada para dominios de difusión (broadcast) locales (dentro de la subred).

Máscara de subred

La máscara de subred o subneting señala qué bytes (o qué porción) de su dirección es el identificador de la red. La máscara consiste en una secuencia de unos seguidos de una secuencia de ceros con el mismo tamaño que una dirección IP (32 bits, o lo que es lo mismo 4 bytes), por ejemplo, una máscara de 20 bits se escribiría 255.255.240.0, es decir como una dirección IP con 20 bits en 1 seguidos por 12 bits en 0, pero para facilitar su lectura se escribe separando bloques de 8 bits (1 byte) con puntos y escribiéndolos en decimal. La máscara determina todos los parámetros de una subred: dirección de red, dirección de difusión (broadcast) y direcciones asignables a nodos de red (hosts).

Internet

El internet (o, también, la internet) es un conjunto descentralizado de redes de comunicación interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP, lo cual garantiza que las redes físicas heterogéneas que la componen formen una red lógica única de alcance mundial.

Uno de los servicios que más éxito ha tenido en internet ha sido la World Wide Web (WWW o la Web), hasta tal punto que es habitual la confusión entre ambos términos. La WWW es un conjunto de protocolos que permite, de forma sencilla, la consulta remota de archivos de hipertexto.

Existen, por tanto, muchos otros servicios y protocolos en internet, aparte de la Web: el envío de correo electrónico (SMTP), la transmisión de archivos (FTP y P2P), las conversaciones en línea (IRC), la mensajería instantánea y presencia, la transmisión de contenido y comunicación multimedia —telefonía (VoIP), televisión (IPTV)—, los boletines electrónicos (NNTP), el acceso remoto a otros dispositivos (SSH y Telnet) o los juegos en línea.

Network Edge

EDGE es el acrónimo para Enhanced Data Rates for GSM Evolution (tasas de Datos Mejoradas para la Evolución del GSM) y también conocida como Enhanced GPRS (EGPRS) o GPRS Mejorado.

Es una tecnología de telefonía móvil celular, que actúa como puente entre las redes 2G y 3G. EDGE se considera una evolución del GPRS (General Packet Radio Service). Esta tecnología funciona con redes GSM (Global System for Mobile communications). Aunque EDGE funciona con cualquier GSM que tenga implementado GPRS, el operador debe implementar las actualizaciones necesarias, además no son todos los teléfonos móviles soportan esta tecnología.

EDGE, o EGPRS, puede ser usado en cualquier transferencia de datos basada en conmutación por paquetes (Packet Switched), como lo es la conexión a Internet. Los beneficios de EDGE sobre GPRS se pueden ver en las aplicaciones que requieren una velocidad de transferencia de datos, o ancho de banda altos, como video u otros servicios multimedia.

Network Core

Una red básica, o núcleo de la red, es la parte central de una red de telecomunicaciones que proporciona diversos servicios a los clientes que están conectados por la red de acceso. Una de las principales funciones es encaminar las llamadas telefónicas a través de la RTPC.

Normalmente, el término se refiere a las instalaciones de comunicación de alta capacidad que conectan nodos primarios. Una red de núcleo / backbone proporciona rutas para el intercambio de información entre diferentes sub-redes. Para las redes privadas empresariales que sirven a una organización, el término backbone es más comúnmente utilizado, mientras que, para los proveedores de servicios, el término núcleo de red es más común.

Direccionamiento

Las direcciones de Internet pueden ser simbólicas o numéricas. La forma simbólica es más fácil de leer, por ejemplo: dbrito@correo.de. La forma numérica es un valor binario sin signo de 32 bits que se expresa normalmente en un formato decimal punteado. Por ejemplo, 100.100.100.108 es una dirección válida de Internet. El software IP utiliza la forma numérica. La correspondencia entre las dos la realiza el Sistema de Nombres de Dominio. Primero echaremos un vistazo a la forma numérica, que se llama dirección IP.

La dirección IP

Los estándares para las direcciones IP se describen en el RFC 1166 — Números de Internet.

Para ser capaz de identificar un host en Internet, a cada host se le asigna una dirección, la dirección IP, o Dirección de Internet. Cuando el host se conecta a más de una red, se denomina multi-homed y tiene una dirección IP para cada interfaz de red. La dirección IP consiste en un par de números:

Dirección IP = <número de red><número de host>

El Centro de Información de Redes (el InterNIC) administra centralizadamente la parte de número de red de la dirección IP y es única en toda Internet.

Las direcciones IP son números de 32 bits comúnmente representadas en forma decimal punteada (como representación decimal de cuatro valores de 8 bits concatenados con puntos). Por ejemplo 128.2.7.9 es una dirección IP siendo 128.2 el número de red y 7.9 el número de host. Las reglas utilizadas para dividir una dirección IP en red y host se explican abajo.

El formato binario de la dirección IP 128.2.7.9 es:

10000000 00000010 00000111 00001001

Existe cinco clases de direcciones IP:

  • Las direcciones de clase A usan 7 bits para el número de red dando 126 redes posibles. Los 24 bits restantes se utilizan para el número de host, así que cada red puede tener hasta 224-2 (16,777,214) hosts.

  • Las direcciones de clase B usan 14 bits para el número de red y 16 bits para el número de host dando 16,382 redes con un máximo de 65534 hosts.
  • Las direcciones de clase C usan 21 bits para el número de red y 8 para el número de host dando 2,097,150 redes de hasta 254 hosts.
  • Las direcciones de clase D están reservadas para multicasting, que se usa para direccionar grupos de hosts en un área limitada.
  • Las direcciones de clase E están reservadas para uso futuro.

Subredes

Debido al crecimiento explosivo de Internet, el uso de las direcciones IP asignadas empiezan a ser demasiado inflexibles para permitir cambios sencillos en las configuraciones de red local. Estos cambios pueden ocurrir cuando:

  • Se instala una red física nueva en algún sitio.
  • El crecimiento del número de hosts requiere dividir la red local en dos o más redes separadas.

Para evitar tener que solicitar direcciones IP de red adicionales en estos casos, se introduce el concepto de subredes.

La parte del número de host de la dirección IP se subdivide otra vez en un número de red y un número de host. Esta segunda red se llama subred. La red principal consiste ahora en un número de subredes y la dirección IP se interpreta como:

<número de red><número de subred><número de host>

La combinación del número de subred y el número de host se denomina a menudo “dirección local” o “parte local”. El “subnetting” se implementa de forma que es transparente para redes remotas. Un host con una red que tiene subredes es consciente del subnetting pero un host de una red diferente no; se sigue considerando la parte local de la dirección IP como número de host.

Tipos de subnetting

Existen dos tipos de subnetting: estático y de longitud variable. El de longitud variable es el más flexible de los dos. Qué tipo de subnetting está disponible depende del protocolo de enrutamiento que se está usando; el enrutamiento IP nativo soporta sólo subnetting estático, lo mismo que el protocolo RIP. Sin embargo, RIP versión 2 soporta subnetting de longitud variable. Ver protocolos de enrutamiento para más detalles.

Subnetting estático

Subnetting estático significa que todas las subredes de la red al que se le ha realizado subnetting usa la misma máscara de subred. Esto es simple de implementar y fácil de mantener, pero malgasta espacio de direcciones en redes pequeñas. Por ejemplo, una red de cuatro hosts que usa una máscara de subred de 255.255.255.0 pierde 250 direcciones IP. Esto también hace la red más difícil de reorganizar con una máscara de subred nueva. Actualmente, casi cualquier host y router soporta subnetting estático.

Subnetting de longitud variable

Cuando se utiliza subnetting de longitud variable, las subredes que estructuran la red pueden usar máscaras de subred diferentes. Una subred pequeña con unos pocos hosts necesita una máscara de subred que adecúe únicamente estos pocos hosts. Una subred con muchos hosts conectados puede necesitar una máscara de subred diferente para adecuar el gran número de hosts. La posibilidad de asignar máscaras de subred según las necesidades de las subredes individuales ayudarán a conservar las direcciones de red. Asimismo, una subred se puede trocear en dos partes añadiendo otro bit a la máscara de subred. Las otras subredes de la red no se verán afectadas por el cambio. No todos los hosts y routers soportan subnetting de longitud variable.

Un ejemplo de subnetting estático

La figura muestra un ejemplo de una implementación con tres subredes:

Tres redes físicas forman una red IP. Los dos routers realizan tareas ligeramente diferentes. El router 1 actúa como router entre las subredes 1 y 3 y como router entre la red completa y el resto de la interred. El router 2 actúa sólo como router entre las subredes 1 y 2.

Consideremos una máscara de subred diferente: 255.255.255.240. El cuarto octeto se divide entonces en dos partes:

La siguiente tabla contiene las subredes válidas que usan esta máscara de subred:

Valor hexadecimal

Número de subred

0000

0

0001

16

0010

32

0011

48

0100

64

0101

80

0110

96

0111

112

1000

128

1001

144

1010

160

1011

176

1100

192

1101

208

1110

224

1111

240

Valores de subred para máscara de subred 255.255.255.240

Para cada uno de estos valores de subred, sólo están disponibles 14 direcciones (de 1 a 14) para los hosts, porque sólo se puede usar la parte derecha del octeto y porque las direcciones 0 y 15 (todos los bits se ponen a uno) tienen un significado especial que se describe en direcciones IP especiales.

Enrutamiento IP con subredes

Para enrutar un datagrama IP en la red, el algoritmo de enrutamiento IP general tiene la forma siguiente:

Para ser capaz de diferenciar entre subredes, el algoritmo de enrutamiento IP cambia y tiene la forma siguiente:

Cualquier componente de una dirección IP con un valor “todos los bits 0” o “todos los bits 1” tienen un significado especial.

Sistema de Nombres de Dominio (DNS)

El protocolo DNS es un protocolo estándar (STD 13). Su estado es recomendado. Se describe en:

  • RFC 1034 – Domain names – concepts y facilities
  • RFC 1035 – Domain names – implementation y specification

Dominios Genéricos

Nombre de Dominio

Significado

.edu

Instituciones educacionales

.gov

Instituciones gubernamentales

.com

Organizaciones comerciales

.mil

Grupos militares

.net

Redes

.int

Organizaciones internacionales

.org

Otras organizaciones

Los dominios genéricos del nivel alto

Otros usos del Sistema de Nombres de Dominio

El Sistema de Nombres de Dominio se diseña para ser capaces de almacenar un amplio rango de información. Uno de los más importantes es la información de intercambio de correo, que se usa para enrutar correo electrónico. Esto proporciona dos facilidades: re-enrutamiento transparente de correo para un host diferente del especificado y la implementación de pasarelas de correo donde el correo electrónico puede recibirse mediante una pasarela de correo y re-dirigido usando un protocolo de correo diferente.

World Wide Web

En informática, la World Wide Web (WWW) o red informática mundial es un sistema de distribución de documentos de hipertexto o hipermedios interconectados y accesibles vía Internet. Con un navegador web, un usuario visualiza sitios web compuestos de páginas web que pueden contener textos, imágenes, vídeos u otros contenidos multimedia, y navega a través de esas páginas usando hiperenlaces.

Estándares web

Destacamos los siguientes estándares:

  • El Identificador de Recurso Uniforme (URI), que es un sistema universal para referenciar recursos en la Web, como páginas web
  • El Protocolo de Transferencia de Hipertexto (HTTP), que especifica cómo se comunican el navegador y el servidor entre ellos
  • El Lenguaje de Marcado de Hipertexto (HTML), usado para definir la estructura y contenido de documentos de hipertexto
  • El Lenguaje de Marcado Extensible (XML), usado para describir la estructura de los documentos de texto

Proveedores de servicio de internet

El proveedor de servicios de Internet (ISP, por la sigla en inglés de Internet service provider) es la empresa que brinda conexión a Internet a sus clientes. Un ISP conecta a sus usuarios a Internet a través de diferentes tecnologías como DSL, cablemódem, GSM, dial-up, etcétera.

Tipos de conexiones de los ISP

Los ISP utilizan una gran cantidad de tecnologías para permitirle a cada usuario conectarse a sus redes. En general, las modalidades de conexión a Internet, se clasifican de la siguiente manera:

  • Acceso Telefónico (Dial-Up)
  • Acceso por ADSL (Línea Digital de Suscriptor Asimétrica, Asymmetric Digital Subscriber Line)
  • Acceso por Cablemódem (CATV: Community Antenna Television)
  • Acceso por Red de Telefonía Móvil
    • UMTS (Universal Mobile Telecommunications System)
    • HSDPA (High Speed Downlink Packet Access)
  • Acceso Inalámbrico (850; 900; 1800 y 1900 MHz; 2,4 GHz)
    • Wireless Personal Area Network (WPAN), red de área personal inalámbrica
      • Bluetooth
    • Wireless Local Area Network (WLAN), red de área local inalámbrica
      • Wi-Fi
    • Wireless Metropolitan Area Network (WMAN), red de área metropolitana inalámbrica
      • WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access)
      • LMDS (Local Multipoint Distribution Service)
    • Wireless Wide Area Network (WWAN), red de área amplia inalámbrica
      • UMTS
      • GPRS
      • EDGE
      • CDMA2000
      • GSM
      • CDPD
      • Mobitex
      • HSPA
      • 3G
      • 4G
  • Acceso Satelital (DVB-S: Digital Video Broadcast – Satellital)
  • Acceso por Fibra Óptica (FTTH: Fiber to the Home)
  • Acceso por Línea Eléctrica (BPL: Broadband Power Line)
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