Redes Informáticas: Conceptos y Tecnologías

1. Red Informática (Computer Network)

Definición: Intercambio de información y recursos compartidos.

Clasificación según propiedad:

Privadas: Acceso restringido (ej. Intranet, Extranet).
Públicas: Acceso general (ej. Internet).

Clasificación según medio de conexión:

Medios guiados: Cables como coaxial, fibra óptica, par trenzado.
Medios no guiados: Inlámbricos (radio, infrarrojos, microondas).

2. Clasificación de redes según su extensión

LAN (Local Area Network): Pequeña área geográfica, como una casa o edificio.
WAN (Wide Area Network): Gran área geográfica, como países o ciudades.
Otros tipos:
- CAN (Campus Area Network): Ej. campus universitario.
- MAN (Metropolitan Area Network): Ej. varios edificios públicos en una ciudad.

3. Redes WAN (Wide Area Network)

Conectan LANs a través de áreas geográficas extensas.

Diferencias entre WAN y LAN:

WAN utiliza servicios de proveedores externos (ej. compañías telefónicas).
WAN opera en las capas 1 y 2 del modelo OSI.

4. Tipos de conexión WAN

Líneas dedicadas arrendadas (Dedicated Leased Lines): Conexión punto a punto permanente (ej. T1 y T3), garantizando ancho de banda. Costosas.
Circuit-Switched: Circuito físico establecido bajo demanda. Ejemplos: POTS (teléfono convencional) e ISDN.
Packet-Switched: Usa circuitos virtuales, más flexibles y eficientes. Ejemplos: X.25, Frame Relay, ATM.
- Frame Relay: PVC (Permanent Virtual Circuit), similar a líneas dedicadas pero más económicas.
- ATM (Asynchronous Transfer Mode): Tramas de longitud fija (53 bytes). Alta calidad para voz, video y datos.
Ethernet WAN: Integra fácilmente LANs Ethernet, puede operar a 1 Gbps y cubrir hasta 70 km.
VPN sobre Internet: Más económico, pero menos confiable para aplicaciones críticas.

5. Protocolos WAN

HDLC (High-Level Data Link Control): Encapsulación de paquetes a tramas para líneas punto a punto. No incluye autenticación.
PPP (Point-to-Point Protocol): Encapsulación de paquetes con soporte para autenticación, encriptación y compresión.

Redes Inalámbricas

Ventajas

Disminución de costos y fácil instalación.
Mayor flexibilidad y movilidad.
Reducción en el tiempo de implementación.

Inconvenientes

Ancho de banda limitado y posibles interferencias.
Menor seguridad y cobertura limitada.

Topologías y Tipos de Redes Inalámbricas

1. WPAN (Wireless Personal Area Networks)

Rango de 10 m.

Ejemplos: Bluetooth (topología maestro/esclavo), Zigbee (topologías estrella, árbol y malla).
Uso: Dispositivos personales, automatización del hogar.

2. WLAN (Wireless Local Area Networks)

Rango de 100-250 m.

Basadas en Wi-Fi (IEEE 802.11).
Topologías: Infraestructura (punto de acceso) y Ad-hoc (sin punto central).

3. WMAN (Wireless Metropolitan Area Networks)

Rango de hasta 50 km.

Ejemplo: WiMAX (IEEE 802.16).
Uso en ciudades.

4. WWAN (Wireless Wide Area Networks)

Más de 50 km.

Ejemplos: Telefonía móvil y Satélites.
Uso en áreas geográficas amplias como ciudades o países.

Evolución de la Telefonía Móvil

1G: Voz analógica.
2G: Digital con GSM y datos (2.5G).
3G: Datos hasta 2 Mbps.
4G: LTE, hasta 1 Gbps.
5G: Velocidades de hasta 10 Gbps, menor cobertura.

Modos de Operación en Redes Inalámbricas

1. Modo Ad Hoc (Punto a Punto)

Dispositivos se comunican entre sí directamente.
No requiere un punto de acceso (AP).
Ideal para grupos pequeños y cercanos.
También conocido como IBSS (Independent Basic Service Set).

2. Modo Infraestructura

Dispositivos se conectan a través de un punto de acceso (AP).
AP actúa como un puente entre la red inalámbrica y la cableada.
Ofrece mayor seguridad, gestión y escalabilidad.
Un conjunto de AP y sus estaciones se denomina BSS (Basic Service Set).

3. Modo Infraestructura Extendida

Conjunto de BSSs se unen para formar un ESS (Extended Service Set).
Permite movilidad entre diferentes zonas.

Identificadores de Servicio

SSID (Service Set Identifier): Nombre de la red, hasta 32 caracteres alfanuméricos.
BSSID (BSS Identifier): Identificador en redes Ad Hoc.
ESSID (ESS Identifier): Identificador en redes de infraestructura.

Descubrimiento en Redes WLAN (Capa MAC)

1. Descubrimiento Activo

Cliente envía un mensaje con el SSID.
AP responde y el cliente se autentica y asocia a la red.

2. Descubrimiento Pasivo

Cliente escanea en busca de tramas de administración (beacons).
Al recibir una beacon, intenta unirse y luego se autentica.

Seguridad en Redes Inalámbricas

Vulnerabilidad: La transmisión por aire puede ser interceptada.

Sistemas de Seguridad Básicos:

WEP (Wired Equivalent Privacy): Clave única compartida, fácil de vulnerar.

Sistemas de Seguridad Avanzados:

WPA/WPA2 (Wi-Fi Protected Access): Claves dinámicas, mejores algoritmos de encriptación (AES), y autenticación más robusta.

Estándares WiFi

Utiliza bandas de frecuencia ISM de 2.4 GHz y 5 GHz.
Canales Disponibles en 2.4 GHz: Múltiples canales, pero solo algunos son no superpuestos (1, 6, 11).