Redes e Internet

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Fundamentos de las redes

Clasificación de las redes

Las redes de computadoras suele clasificarse como redes de área local (LAN, Local Area Network), redes de área metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network) o redes de área extensa (WAN, Wide Area Network).

Otro método de clasificación de las redes se fija en si la operación interna de la red está basada en diseños que son de dominio público o en innovaciones que están controladas y son propiedad de una entidad concreta, como por ejemplo una persona o una corporación.

Una red del primer tipo se dice que es una red abierta; una red del segundo tipo se denomina red cerrada o, en ocasiones, red propietaria.

Internet

Es una red de redes, un sistema de comunicaciones global que enlaza a miles de redes individuales.

Estas conexiones permiten que los usuarios puedan intercambiar mensajes, comunicarse en tiempo real, compartir datos y programas y acceder a reservas ilimitadas de información.

El comienzo de Internet

Surgió de un proyecto desarrollado en Estados Unidos por un pequeño grupo de científicos que experimentaron una red nacional con el fin de apoyar a sus fuerzas militares, en el año 1969.

El objetivo era desarrollar la capacidad de enlazar diversas redes de computadoras, para que pudieran funcionar como un sistema conectado que no se viera afectado en su operación global por desastres de escala local.

ARPA, la Agencia de Proyectos Avanzados de Investigación del departamento de defensa de los EE.UU, apoyó el experimento de red nombrándolo ARPANET.

A lo largo de los años, el desarrollo de Internet fue pasando de ser un proyecto patrocinado por el gobierno a un proyecto académico de investigación y actualmente es, en buena medida, un esfuerzo de carácter comercial que enlaza una combinación mundial de redes LAN, MAN y WAN que abarcan a millones de computadoras.

En 1990, ARPANET perdió su razón de ser, dejando un legado de redes que evolucionaron a lo que es ahora INTERNET.

¿Es posible determinar el tamaño de Internet?

§ Internet crece muy rápidamente.

§Universidades, gobiernos, pymes, usuarios, etc.

§ Internet está descentralizada.

§ Internet no tiene límites estrictos.

§Se puede conectar a la red de muchas formas.

Características

Es una comunidad colaboradora que no tiene un dueño. No existe una sola persona o grupo que controle la red. Aunque existen varias organizaciones : la Sociedad de Internet y el Consorcio World Wide Web, que proponen estándares para las tecnologías relacionadas con Internet.

Internet está abierto para cualquier persona que obtenga el acceso a ella, Internet crece muy rápidamente.

Internet está descentralizada. Se puede conectar a la red de muchas formas.

Protocolos de Internet

Para que una red funcione de forma fiable es importante establecer reglas a las que se ajusten todas las actividades. Tales reglas se denominan protocolos. Desarrollando y adoptando estándares de protocolo, los fabricantes son capaces de construir productos para aplicaciones de red que sean compatibles con productos de otros fabricantes. Por ello, el desarrollo de estándares de protocolo es un proceso indispensable para el avance de las tecnologías de red.

Si consideremos el problema de la coordinación de la transmisión de mensajes entre las computadoras de una red. Sin reglas que gobiernen esta comunicación, todas las computadoras podrían insistir en transmitir los mensajes al mismo tiempo o podrían no proporcionar ayuda a otras máquinas cuando estas las requirieran.

Protocolo CSMA/CD

En una red en bus basada en los estándares Ethernet, el derecho de transmitir mensajes está controlado por el protocolo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection, Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones). Este protocolo dicta que todos los mensajes sean difundidos a todas las máquinas del bus.

Cada máquina monitoriza todos los mensajes, pero solo se queda con aquellos que están dirigidos a ella. Para transmitir un mensaje, una máquina espera hasta que el bus esté en silencio, en cuyo momento comienza a transmitir mientras continúa monitorizando el bus. Si otra máquina comienza a transmitir también al mismo tiempo, las dos detectarán la colisión y harán una pausa durante un corto periodo de

tiempo, de longitud aleatoria, antes de tratar de transmitir de nuevo. El resultado es un sistema similar al que un grupo de personas utilizaría en una conversación.

Ethernet

Ethernet es un conjunto de estándares que permiten implementar una red LAN con una topología en bus. Su nombre viene de su diseño Ethernet original en el que las máquinas se conectaban mediante un cable coaxial al que llamaban éter (ether). Originalmente desarrollado en la década de 1930 y ahora estandarizado por el IEEE como parte de la familia de estándares IEEE 802, Ethernet es uno de los métodos más comunes utilizados para conectar máquinas PC en red. De hecho, las controladoras Ethernet se han convertido en un componente estándar de los PC actualmente disponibles en el mercado de consumo. Hoy día, existen en realidad varias versiones de Ethernet que reflejan los avances experimentados en la tecnología y la disponibilidad de tasas de transferencia más altas. Todos esos estándares comparten, sin embargo, una serie de características comunes que son distintivas de la familia Ethernet.

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Combinación de redes

En ocasiones, es necesario conectar redes existentes para formar un sistema de comunicaciones más amplio. Esto se puede hacer conectando las redes para formar una versión de mayor tamaño del mismo “tipo” de red. Por ejemplo, en el caso de redes en bus basadas en los protocolos Ethernet, a menudo es posible conectar los buses para formar un único bus de gran longitud. Esto se lleva a cabo por medio de diferentes dispositivos que se conocen con los nombres de repetidores, puentes y conmutadores.

Repetidor

Es un dispositivo que simplemente pasa las señales de un lado a otro entre los dos buses originales (usualmente con algún tipo de amplificación) sin considerar el significado de las señales.

Puente

Al igual que el repetidor, permite conectar dos buses, pero el puente no pasa necesariamente todos los mensajes a través de la conexión. En su lugar, examina la dirección de destino que acompaña a cada mensaje y reenvía un mensaje a través de la conexión solo cuando está destinado a una computadora situada al otro lado. Un puente permite conseguir un sistema más eficiente que un repetidor.

Conmutador

Es básicamente un puente con múltiples conexiones, lo que le permite conectar varios buses en lugar de solo dos. De ese modo, un conmutador permite construir una red compuesta por varios buses que se extienden a partir del conmutador como los radios de una rueda.

Direcciones de Internet

El IP (Internet protocol) define el sistema de direccionamiento de internet.

Las direcciones IP se escriben tradicionalmente en notación decimal con puntos en la que los bytes de la dirección se separan mediante puntos y cada byte se expresa como un entero representado en notación tradicional de base diez.

Cada host tiene una dirección única, una cadena de cuatro números separados por puntos.

Direcciones de Internet

Las direcciones expresadas como un patrón de bits (incluso cuando se las comprime utilizando la notación decimal con puntos) no se prestan mucho a su manipulación por parte de los seres humanos. Por esta razón, Internet dispone de un sistema de direccionamiento alternativo en el que las máquinas se identifican mediante nombres mnemónicos.

Este sistema de direccionamiento está basado en el concepto de dominio, que puede considerarse como una “región” de Internet operada por una única autoridad, como por ejemplo una universidad, un club, una empresa o un organismo gubernamental. Es necesario registrar cada dominio y a cada uno se le asigna un “nombre de dominio” menmónico único entre todos los dominios de Internet.

Los nombres de dominio suelen ser descriptivos de la organización que está registrando dicho dominio, lo que maximiza la utilidad de estos nombres para los seres humanos.

Direcciones de internet

DNS (Sistema de denominación de dominio, Domain Name System).

Sistema empleado por internet para traducir las direcciones IP a un valor más fácil de recordar.

¿Cómo establecer conexión a Internet?

Proveedor de Servicios de internet (ISP)

Es el único medio para obtener el servicio completo de internet.

También resulta bastante común utilizar el término ISP para hacer referencia a las propias redes. Así, podemos utilizar expresiones como conectarse a un ISP, cuando lo que realmente queremos decir es conectarse a la red proporcionada por un ISP.

Se accede mediante una cuenta, un password y el número de conexión.

Los ISP podrían ofrecer una dirección de correo electrónico , espacio en sus servidores para que el cliente ponga su página web y ayuda técnica como parte de su servicio.

Ejemplos de ISP: Tigo, Hipuu, Claro, Rieder, Conexion, NetVision, etc.

¿Cómo establecer conexión a Internet?

Conexión directa a través de red:

Es más preferible que el acceso telefónico. No se espera mucho las peticiones.

¿Cómo establecer conexión a Internet?

Red Telefónica Conmutada (RTC)

Hasta hace pocos años, el sistema más extendido para conectar un equipo doméstico o de oficina a la Internet consistía en aprovechar la instalación telefónica básica (o Red Telefónica Básica, RTB).

Puesto que la RTB transmite las señales de forma analógica, es necesario un sistema para demodular las señales recibidas por el ordenador de la RTB (es decir, para convertirlas en señales digitales), y modular o transformar en señales analógicas las señales digitales que el ordenador quiere que se transmitan por la red. Estas tareas corren a cargo de un módem que actúa como dispositivo de enlace entre el ordenador y la red.

La ventaja principal de la conexión por RTB, y que explica su enorme difusión durante años, es que no requería la instalación de ninguna infraestructura adicional a la propia RTB de la que casi todos los hogares y centros de trabajo disponían.

Sin embargo, tenía una serie de desventajas, como:

• El ancho de banda estaba limitado a 56 Kbps, en un único canal (half-duplex), por lo que cuando el tráfico de Internet comenzó a evolucionar, se puso en evidencia su insuficiencia (por ejemplo, un archivo de 1 MB tardaría, en condiciones óptimas de tráfico en la red, dos minutos y medio en descargarse).

• Se trata de una conexión intermitente; es decir, se establece la conexión cuando se precisa, llamando a un número de teléfono proporcionado por el proveedor de servicios, y se mantiene durante el tiempo que se precisa. Esto, que podría parecer una ventaja, deja de serlo debido a que el tiempo de conexión es muy alto (unos 20 segundos).

•La RTB no soportaba la transmisión simultánea de voz y datos.

Aunque hoy continúa utilizándose, la RTB ha quedado desplazada por otras conexiones que ofrecen mayores ventajas

Red digital RDSI

La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) nació con la vocación de superar los inconvenientes de la RTB, lo que sin duda logró en parte.

Se trata de una línea telefónica, pero digital (en vez de analógica) de extremo a extremo. En vez de un módem, este tipo de conexión emplea un adaptador de red que traduce las tramas generadas por la el ordenador a señales digitales de un tipo que la red está preparada para transmitir.

A nivel físico, la red requiere un cableado especial, por lo que no puede emplearse la infraestructura telefónica básica (y esto, naturalmente, encarece su uso).

Aunque la RDSI mejoró sustancialmente la RTB, no llegó a extenderse masivamente debido a la aparición de otras conexiones más ventajosas.

Red Digital ADSL

La ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) conjuga las ventajas de la RTB y de la RDSI, por lo que se convirtió pronto en el tipo de conexión favorito de hogares y empresas.

La ADSL aprovecha el cableado de la RTB para la transmisión de voz y datos, que puede hacerse de forma conjunta (como con la RDSI). Esto se consigue estableciendo tres canales independientes sobre la misma línea telefónica estándar:

• Dos canales de alta velocidad, uno para recibir y otro para enviar datos, y

• Un tercer canal para la comunicación normal de voz.

Conexión por cable

La conexión por cable utiliza un cable de fibra óptica para la transmisión de datos entre nodos. Desde el nodo hasta el domicilio del usuario final se utiliza un cable coaxial, que da servicio a muchos usuarios (entre 500 y 2000, típicamente), por lo que el ancho de banda disponible para cada usuario es variable (depende del número de usuarios conectados al mismo nodo): suele ir desde los 2 Mbps a los 50 Mbps.

Desde el punto de vista físico, la red de fibra óptica precisa de una infraestructura nueva y costosa, lo que explica que aún hoy no esté disponible en todos los lugares.

Conexiones por satélite

La conexión se realiza a través de uno de los muchos satélites que sirven la señal de televisión en nuestras casas. Son una alternativa para lugares alejados de la urbanización. Son un medio de acceso a internet de alta velocidad, pero no supera a la conexión DSL o de módem por cable.

Redes inalámbricas

Las redes inalámbricas o wireless difieren de todas las vistas anteriormente en el soporte físico que utilizan para transmitir la información. Utilizan señales luminosas infrarrojas u ondas de radio, en lugar de cables, para transmitir la información.

Con tecnología inalámbrica suele implementarse la red local (LAN) que se conecta mediante un enrutador a Internet, y se la conoce con el nombre de WLAN (Wireless LAN).

Servidores de Internet

•Servidores de correo electrónico:

Cuando un usuario envía un correo electrónico desde su máquina local, el correo se transmite primero al servidor de correo del usuario. Desde allí, se reenvía al servidor de correo de destino, donde se almacena hasta que el receptor contacte con el servidor de correo y pida ver los mensajes de correo

acumulados.

Recepción, envío y almacenamiento de correo.

Servidores de archivos: FTP (protocolo de transferencia de archivo).

Una forma de transferir archivos es adjuntándolos a mensajes de correo electrónico. Sin embargo, un método más eficiente consiste en aprovechar el protocolo FTP (File Transfer Protocol, Protocolo de transferencia de archivos), que es un protocolo cliente/servidor que permite transferir archivos a través de Internet. Para trasferir un archivo utilizando FTP, un usuario en una computadora de Internet utiliza un paquete software que implementa FTP con el fin de establecer contacto con otra computadora. (La computadora original desempeña el papel de cliente y la computadora con la que contacta hace el papel de servidor, al que a menudo se denomina servidor FTP.) Una vez establecida esta conexión, pueden transferirse archivos entre ambas computadoras en ambas direcciones.

•Servidores de aplicaciones:

Un servidor de aplicaciones no es más que un cambio de nombre, para algunos servidores Web de nueva generación que proporcionan la lógica de negocio sobre la que construir aplicaciones.

Suelen asociarse con servidores de alto rendimiento pensados para dar servicio a sitios Web (Web sites) con grandes necesidades: afluencia de visitas, movimiento de datos, atención de transacciones hacia bases de datos, etc.

Generalmente los fabricantes del sector tienen a disposición del público un servidor Web básico y otro con multitud de extensiones fuertemente integradas al que llaman servidor de aplicaciones.

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•Servidores web:

Los servidores web son los que hacen posible el Web hosting, es decir, la posibilidad de alquilar un espacio en un servidor para alojar nuestro sitio.

La principal función de un servidor Web es almacenar los archivos de un sitio y emitirlos por Internet para poder ser visitado por los usuarios. Básicamente, un servidor Web es una gran computadora que guarda y transmite datos vía Internet. Cuando un usuario entra en una página de Internet su navegador se comunica con el servidor enviando y recibiendo datos que determinan qué es lo que ve en la pantalla.

La World Wide Web

Hipertexto: es un término que originalmente hacía referencia a documentos de texto que contenían enlaces, denominados hipervínculos, a otros documentos. Hoy día, el hipertexto se ha ampliado para incluir también imágenes, audio y vídeo, y a causa de esta expansión de su ámbito de actuación en ocasiones se denomina hipermedia.

Cuando se emplea una interfaz gráfica de usuario, el lector de un documento de hipertexto puede seguir los hipervínculos asociados con el mismo apuntando y haciendo clic con su ratón.

A medida que se vinculan partes de documentos con otros documentos se va desarrollando una especie de tela de araña de información relacionada.

Cuando se implementa en una red de computadoras este tipo de sistema, los documentos que componen esa “tela de araña” pueden residir en diferentes máquinas, formando una red de documentos global. Esa red de documentos que ha evolucionado en Internet tiene alcance mundial y se conoce como World Wide Web.

Niveles del TCP/IP

TCP/IP no es un único protocolo: es un conjunto de protocolos.

Los dos protocolos más importantes son el TCP (Transmission Control Protocol) y el IP (Internet Protocol), que son los que dan

nombre al conjunto.

La arquitectura del TCP/IP consta de niveles o capas en las que se agrupan los protocolos.

El conjunto de protocolos TCP/IP

La demanda de redes abiertas ha generado la necesidad de que se publiquen estándares que permitan a los fabricantes suministrar equipos y software que funcionen apropiadamente con los productos de otros fabricantes.

Uno de los estándares desarrollados con este objetivo es el modelo de referencia OSI (Open System Interconnection, Interconexión de sistemas abiertos), desarrollado por ISO (International Organization for Standardization).

Se trata de un modelo muy citado porque está avalado por la autoridad de una organización internacional, pero está tardando mucho en sustituir al modelo de cuatro capas, principalmente porque el modelo de referencia OSI fue establecido después de que la jerarquía de cuatro

capas se hubiera convertido en el estándar de facto en Internet

¿Cómo se transfieren los mensajes a través de Internet?

Este proceso de transferencia requiere la cooperación de todas las computadoras del sistema, por lo que en cada computadora de Internet hay disponible un software encargado de controlar este proceso.

Por ello es importante conocer primero la estructura global de este software.

División en capas del software de Internet

Una de las tareas principales del software de red consiste en proporcionar la infraestructura necesaria para transferir mensajes de una máquina a otra. En Internet, esta actividad de paso de mensajes se lleva a cabo por medio de una jerarquía de unidades software, que realiza tareas similares a aquellas que se realizarían si quisiéramos enviar un paquete de regalo desde Estados Unidos a Europa.

El transporte debe hacerse por medio de una jerarquía de capas por las cuales debe pasar el paquete para llegar a destino.

Capas o Niveles

Capa o Nivel de Aplicación

Los mensajes suelen originarse en la capa de aplicación. A partir de ahí se pasan hacia abajo a través de las capas de transporte y de red, mientras que se preparan para su transmisión y finalmente se envían por medio de la capa de enlace.

El mensaje es recibido por la capa de enlace situada en el destino, después de lo cual se pasa a través de la jerarquía hacia arriba hasta que se entrega a la capa de aplicación situada en el destino del mensaje.

Capa o Nivel de Transporte

La capa de transporte es la encargada de aceptar los mensajes procedentes de la capa de aplicación y asegurarse de que esos mensajes están adecuadamente formateados para su transmisión a través de Internet. Para conseguir este objetivo, la capa de transporte divide los mensajes largos en pequeños segmentos, que se transmiten a través de Internet en forma de unidades individuales. Esta división es necesaria porque un único mensaje de gran tamaño podría obstruir el flujo de otros mensajes en los encaminadores de Internet en los que se cruzan los caminos de numerosos mensajes. De hecho, los pequeños segmentos de mensajes pueden entrelazarse en esos puntos, mientras que un mensaje de gran tamaño forzaría a otros a esperar mientras que él pasa (de forma muy similar a como los automóviles tienen que esperar a que pase un tren de gran longitud en un paso a nivel).

Capa o Nivel de Red

Es tarea de la capa de red decidir a qué dirección hay que enviar cada

paquete en cada uno de los pasos que componen la ruta que sigue el paquete a través de Internet. De hecho, la combinación de la capa de red y de la capa de enlace situada por debajo de ella es lo que constituye el software que reside en los encaminadores de Internet. La capa de red está a cargo de mantener la tabla de reenvío del encaminador y de utilizar dicha tabla para determinar la dirección en la que hay que reenviar los paquetes. La capa de enlace del encaminador es la que se encarga de recibir y transmitir los paquetes.

Así, cuando la capa de red situada en el origen de un paquete recibe el

paquete desde la capa de transporte, utiliza su tabla de reenvío para determinar a dónde hay que enviar el paquete para que este inicie su viaje. Habiendo determinado la dirección adecuada, la capa de red entrega el paquete a la capa de enlace para su transmisión.

Capa o Nivel de Enlace

La capa de enlace tiene la responsabilidad de transferir el paquete. Por

tanto, la capa de enlace debe encargarse de gestionar todos los detalles de las comunicaciones correspondientes a la red individual en la que reside la computadora.

Cuando se transmite un paquete, este será recibido por la capa de enlace situada en el otro extremo de la conexión. Allí, la capa de enlace entrega el paquete a su capa de red, donde se compara el destino final del paquete con la tabla de reenvío contenida en la capa de red, con el fin de determinar cuál es la dirección en la que se encuentra el siguiente paso del paquete. Tomada esta decisión, la capa de red devuelve el paquete a la capa de enlace, para que lo reenvíe en la dirección correcta. De esta manera cada paquete va saltando de máquina en máquina de camino a su destino final.

A un documento de hipertexto en la World Wide Web a menudo se le llama página web. Un conjunto de páginas web estrechamente relacionadas se conoce con el nombre de sitio web.

La World Wide Web tiene su origen en el trabajo de Tim Berners-Lee, que se dio cuenta del potencial que presentaba la combinación del concepto de documentos vinculados con la tecnología de interredes y que desarrolló el primer software

para implementar la WWW en diciembre de 1990.

HTML

Es el lenguaje con el que se definen las páginas web. Básicamente se trata de un conjunto de etiquetas que sirven para definir el texto y otros elementos que compondrán una página web.

El HTML se creó en un principio con objetivos divulgativos de información con texto y algunas imágenes. No se pensó que llegara a ser utilizado para crear áreas de ocio y consultas con carácter multimedia (lo que es actualmente la web), de modo que, el HTML se creó sin pensar en todos los posibles usos que se le iba a dar en el futuro.

Editores HTML:

Existen multitud de editores web comerciales pero los más populares en el entorno Windows son:

nMicrosoft FrontPage. Es fácil de utilizar porque tiene un entorno muy similar a Word. Su versión más reciente recibe el nombre de Expresión Web Designer.

nAdobe Dreamweaver. Pertenece a la suite de Adobe. Es un programa muy recomendable por sus múltiples prestaciones.

En el entorno Linux los editores HTML más utilizados son: BlueFish (Gnome) y Quanta+ (KDE).

Kompozer es otra opción gratuita y muy sencilla de utilizar.

El Consorcio World Wide Web

El Consorcio World Wide Web (W3C) fue formado en 1994 para promocionar la World Wide Web desarrollando estándares de protocolos (conocidos como estándares W3C). W3C tiene su sede en el CERN, el laboratorio de partículas de alta energía de Ginebra, Suiza.

El CERN es donde se desarrolló el lenguaje de composición HTML original, así como el protocolo HTTP para transferir documentos HTML a través de Internet.

Hoy día, W3C es la fuente de muchos estándares (incluyendo estándares para XML y numerosas aplicaciones multimedia) que permiten la compatibilidad entre una amplia gama de productos Internet.

Por el interior de la web

En el interior de las aplicaciones web

Motores de búsqueda

Portales

Comercio electrónico

B2B – empresa a empresa

B2C – empresa a consumidor

C2C – consumidor a consumidor

Gobierno electrónico

INTRANET

¿Qué es?

Es la aplicación de los estándares internet dentro de un ámbito corporativo para mejorar la productividad, reducir costes y mantener los sistemas de información existentes.

Características:

La comunicación (email, news, foros, chat, etc).

Servicios o aplicaciones (ftp, telnet, BD, etc).

EXTRANET

¿Qué es?

Es una conexión entre empresas a través de internet. Es una herramienta que permite la colaboración entre empresas.

Son el puente entre la red pública internet y las redes privadas corporativas o intranets.

Características:

•Colaboración entre empresas (desarrollo de proyectos).

•No se explotan tanto las aplicaciones multimedia.

Seguridad

Cuando una computadora está conectada a una red pasa a ser objetivo de accesos no autorizados y del vandalismo.

Formas de ataque

•Malware

•Virus

•Phishing

•Spam

Protección y remedios

•Programa Cortafuegos

•Filtros de correo basura

•Servidor Proxy

•Software antivirus

Dentro de internet

Los problemas de internet

Adicción a la computadora.

Campañas de para hacerse rico al instante.

Ladrones online de tarjetas de créditos.

Falsificaciones de correo electrónico.

Pornografía infantil.

Casinos ilegales.

Sabotaje de sitios web.

Algunas soluciones

Software de filtrado.

Desarrollo de sistemas para circulación de dinero digital.

Firma digital.