Introducción a las Redes Informáticas

Las redes de ordenadores se han introducido en todos los rincones de nuestra sociedad. Podemos tener desde una red formada por dos ordenadores hasta una red formada por miles de ordenadores conectados y repartidos alrededor de todo el mundo, como sucede con la red Internet.

Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos electrónicos conectados entre sí con el objetivo de compartir recursos. Los recursos pueden ser: dispositivos, programas e información. Entre las ventajas de utilizar una red encontramos:

• Compartir dispositivos (impresoras, escáner, etc.)
• Compartir información, a través de bases de datos, archivos o carpetas.
• Trabajar con un mismo programa en red.
• Establecer la comunicación entre los usuarios de la red.
• Controlar de forma más exhaustiva los recursos de la red.

Clasificación de las Redes

Existen varias clasificaciones para las redes dependiendo del criterio que se analice:

Según su alcance o área de cobertura

• Red de área personal o PAN: es una red usada para comunicar dispositivos en un radio de pocos metros. Por ejemplo, un teléfono con un ordenador.
• Red de área local o LAN: conecta ordenadores situados en un área pequeña como una casa, una oficina o un instituto.
• Red de área metropolitana o MAN: da cobertura a un área geográfica extensa como una localidad o un campus universitario.
• Red de área extensa o WAN: conectan equipos entre ciudades, países o continentes distintos. El ejemplo más importante es la red Internet.

Cuando la conexión entre los dispositivos de estas redes se realiza de forma inalámbrica (Wireless), se añade la letra W al comienzo de su nombre: WPAN o WLAN.

Según su nivel de acceso o privacidad

• Red pública: red cuyo acceso es público y global. Un ejemplo es Internet.
• Red privada: el acceso está restringido al propietario o a los usuarios que las utilizan (son redes LAN en su mayoría).

Cuando este tipo de redes proporcionan a sus usuarios servicios similares a los de Internet (páginas web, correo electrónico, etc.) se denominan intranets.

Según su relación funcional

• Red cliente-servidor: los clientes utilizan los recursos compartidos y los servicios que proporcionan los servidores: páginas web, datos, correo electrónico, impresión, etc.
• Red entre iguales o P2P (Peer to peer): todos los dispositivos pueden actuar como clientes o servidores.

Según su topología

• Bus: en esta red todos los dispositivos se conectan a un único canal de comunicación. Esta topología está en desuso porque es una red lenta, poco segura y si se estropea el cable principal la red se pierde.
• Anillo: en esta red todos los ordenadores se conectan uno tras otro hasta formar una red cerrada. La información pasa por cada uno de los ordenadores que forman el anillo y sólo el destinatario se la queda. Si algún equipo o cable falla deja de funcionar toda la red.
• Estrella: en esta red los ordenadores no están unidos directamente entre ellos, sino que lo hacen a través de un hub, switch o router. Esta es la topología más frecuente en redes LAN.

Según el medio físico utilizado

• Red cableada: utilizan cables para transmitir los datos. Y el estándar más extendido que usan es Ethernet.
• Red inalámbrica: utilizan ondas electromagnéticas para enviar y recibir información. Las tecnologías de conexión inalámbrica más comunes son WiFi, infrarrojos y bluetooth.
• Redes mixtas: mezclan las tecnologías anteriores.

Redes PLC

Aprovechan la red eléctrica para convertirla en una red digital de alta velocidad mediante la cual se transmiten datos. Estas redes utilizan adaptadores PLC enchufados a las tomas de corriente que se detectan y configuran automáticamente, por lo que es una forma rápida y sencilla de conectar los dispositivos en red.

Cables de red

Permiten conectar los dispositivos en redes cableadas. Los que más se utilizan son:

• Par trenzado: está formado por ocho hilos conductores trenzados por parejas para evitar interferencias. La terminación del cable es un conector RJ-45.
• Fibra óptica: es un hilo muy fino de material transparente (vidrio o plástico) por el que se envían los datos en forma de haz de luz a gran velocidad.

Componentes de una Red

Tarjetas de red

Son los dispositivos a través de los cuales se envía y se recibe información entre la red y el equipo. Existen distintos tipos de tarjetas de red:

• Ethernet: utilizan conectores RJ-45. Pueden alcanzar velocidades de 10Mbps(en desuso), 100 Mbps (Fast Ethernet) o también 1000 Mbps (Gigabit Ethernet). Y suelen conectarse al bus PCI.
• Wi-Fi: denominadas también tarjetas inalámbricas o wireless. Pueden conectarse al bus PCI, o los puertos PCMCIA o USB.

Dispositivos de interconexión

• Hub o concentrador: cuando recibe una señal la transmite por sus diferentes puertos a todos los dispositivos, sean o no los destinatarios. Su funcionamiento puede provocar saturación en la red y que la transmisión sea más lenta y menos eficiente. Están en desuso.
• Switch o conmutador: cuando recibe una señal la transmite exclusivamente al puerto donde está conectado el dispositivo destinatario. Este dispositivo almacena las direcciones MAC de todos los dispositivos que están conectados a cada uno de sus puertos. De forma que, cuando recibe un paquete a través de un puerto, revisa la MAC a la que va dirigido y reenvía el paquete por el puerto que corresponde a esa dirección, dejando los demás libres de tránsito. Esta gestión más avanzada de la red permite mayor tránsito de datos sin saturarla. Hub (envía a muchos dispositivos) Switch (envía a específico).
• Router o enrutador: es un dispositivo destinado a conectar diferentes redes entre sí. Por ejemplo, una red LAN con Internet (WAN). Se denominan enrutadores porque seleccionan la ruta de comunicación más adecuada para cada envío de paquetes de datos. Pueden realizar también la función de switch (ya que disponen de puertos Ethernet) y la de punto de acceso Wi-Fi.

Protocolo TCP/IP

En las redes informáticas un protocolo es un conjunto de reglas que utilizan todos los dispositivos para comunicarse entre sí. Cuando se transfiere información entre ordenadores, esta información no es transmitida de una sola vez, sino que se divide en pequeños paquetes. Cada paquete contiene una porción de la información real que se quiere transmitir, otros datos para el control de la transmisión (nº orden, información de control de errores…) y las direcciones IP de los ordenadores de destino y de partida. De todas estas operaciones se encarga el protocolo TCP/IP.

El protocolo TCP/IP es el utilizado por la red Internet y está compuesto por la unión de dos protocolos:

• Protocolo de Control de Transmisión (TCP)
• Protocolo de Internet (IP)

Direcciones IP

La dirección IP es un código numérico que identifica de manera única a cada dispositivo de una red.

• IPv4: están formadas por 4 bytes (32 bits). Se representan con 4 números, comprendidos entre 0 y 255, separados por puntos. Algunas IP tienen una función especial: la primera dirección IP (generalmente terminada en 0) representa la dirección de toda la red, y la última (generalmente terminada en 255) permite enviar paquetes a todos los equipos de la red.
• IPv6: Debido a la gran cantidad de dispositivos que se han ido sumando a Internet en los últimos años la versión IPv4 ya no dispone de direcciones suficientes y por ello se ha diseñado la versión IPv6. La direcciones en IPv6 están formadas por 16 bytes (128 bits). Se representan con ocho grupos de cuatro dígitos hexadecimales separados por dos puntos.

Configuración de direcciones IP

La configuración de las direcciones IP en los equipos se puede realizar de dos modos diferentes:

• IP estática: los ordenadores se configuran con una IP fija y siempre acceden con ésta a la red. Los servidores de Internet emplean IP estáticas.
• IP dinámica: a los ordenadores se les asigna una IP cada vez que se conectan a la red, pudiendo ser distinta cada vez que se conectan.

Tipos de direcciones IP

En una red con conexión a Internet hay que distinguir dos tipos de direcciones IP:

• Direcciones públicas: permiten que cada dispositivo conectado a la red pueda ser identificado. Cuando un dispositivo accede a Internet, se le asigna una dirección IP de las que disponga su proveedor de acceso (ISP).
• Direcciones privadas: son un conjunto de direcciones que se reservan para utilizarse en redes locales. La organización InterNic (Internet Network Information Center) ha definido tres tipos de redes en función del número de redes y de equipos que sea necesario implementar. A (de 10.0.0.0 a 10.255.255.255) B (172.16.0.0 a 172.31.255.255) C (192.168.0.0 a 192.168.255.255).

Máscara de red

Una red LAN puede ser única o constar de otras subredes y cada dirección IP identifica un equipo y la subred a la que pertenece. Máscara de red: es una combinación de bits que determina qué parte de la direccion IP identifica al equipo y qué parte a la subred a la que pertenece. Además, se usa para crear subredes. En la máscara de red los bits con el valor “1” se refieren a la subred y los que tienen valor “0” al equipo. La máscara de subred indica el número de ordenadores máximo que pueden estar conectados a una red o subred.

Otros Conceptos Clave

Dirección MAC

Es un identificador único de 6 bytes que asignan los fabricantes a las tarjetas y dispositivos de red. Los 3 primeros bytes, llamados OUI, indican el fabricante y los otros 3 son asignados por el fabricante. Por ejemplo: 2C-3F-32-39-0F-DE.

Puerta de enlace o gateway

Es la dirección IP que permite a una red o subred salir al exterior (ya sea a otra red o Internet). Por ejemplo, en una red de área local con conexión a Internet la puerta de enlace es la IP del router.

DHCP

Es un protocolo que permite a un dispositivo obtener la configuración de red automáticamente.

DNS

El sistema de nombres de dominio (Domain Name Server) es una base de datos distribuida por numerosos ordenadores de todo el mundo para convertir las direcciones IP en nombres de dominio y viceversa.

Redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas no requieren cables para establecer una conexión. En su lugar la comunicación se realiza a través de ondas electromagnéticas, microondas terrestres, microondas por satélite o infrarrojos. Existen diversas tecnologías de comunicación inalámbrica, aunque las más comunes son:

• Bluetooth
• WiFi
• WiMax
• Infrarrojos
• Conexiones por vía satélite
• Conexiones por telefonía móvil

Conectarse a una red wifi

Los pasos a seguir son:

1. Pulsar el botón que activa la conexión de red inalámbrica, si es que estaba desconectado.
2. Hacer clic en el icono, y comprobar redes inalámbricas disponibles. Cada red está identificada con su SSID o nombre de red inalámbrica, y además muestra la intensidad de la señal.
3. Hacer doble clic sobre la red con la que se desea establecer la conexión.
4. Introducir la clave de seguridad de la red. Si no está protegida, la conexión se realiza directamente.
5. Esperar unos instantes a que el servidor DHCP asigne una dirección IP al ordenador, y con ello, se pueda acceder a la red y a Internet. El icono que confirma la conexión es similar a estos.

El Router

¿Qué es un router?

Un router es un dispositivo hardware que sirve para interconectar varias redes informáticas (por ejemplo, una red local e Internet). El router suele adjuntar una etiqueta con los datos de acceso y la configuración de fábrica. Los parámetros habituales son:

• El SSID. Código identificador de una red inalámbrica
• El estándar de seguridad. Utilizado para encriptar los datos de la red wifi. Puede ser, ordenados de menor a mayor seguridad: WEP, WPA o WPA2.
• La contraseña. Necesaria para poder acceder a la red inalámbrica.

Acceder a la configuración de un router

Depende del modelo, pero los pasos son bastante similares en todos ellos:

1. Abrir el navegador de Internet.
2. Teclear la IP del router. Por ejemplo 192.168.0.1
3. Escribir el nombre de usuario y contraseña del router, proporcionados por el ISP (proveedor de Internet).
4. Explorar las distintas opciones para encontrar en qué menú se hallan los parámetros que se desean cambiar.

El cambio de cualquier parámetro se debe realizar con mucha precaución, ya que una configuración errónea puede provocar que el dispositivo deje de funcionar.

Proteger una red inalámbrica

Algunos parámetros que podemos modificar para proteger la red inalámbrica de intrusos y proteger la información son:

• Cambiar el nombre de la red que viene por defecto, y ocultarla.
• Encriptar la red con WEP, WPA o WPA2. Siendo WPA2 el de mayor seguridad
• Activar el filtrado MAC (MAC Filtering). Sólo podrán acceder a la red aquellos equipos cuya MAC haya sido dada de alta en el router. Para averiguar la dirección MAC se puede ejecutar desde el Terminal ipconfig -all (Windows) o ifconfig -a (Linux).

Abrir los puertos de un router

Con ciertos programas (especialmente con programas de descarga P2P y con juegos), es necesario abrir algunos puertos para que se establezca una conexión directa entre el ordenador y el servidor de Internet. Los pasos más habituales son:

1. Localizar la opción adecuada del menú para configurar los puertos. Normalmente, NAT.
2. En la tabla, en cada fila, especificar el puerto de inicio, el puerto final, el protocolo, y la dirección IP del ordenador de la red en que se desea abrir el puerto.
3. Save, para guardar la configuración.