Tecnología: Información en Bits

La tecnología se basa en la información que se puede acceder y transmitir a través de bits.

Modelo de Referencia de Comunicación

La comunicación se basa en tres aspectos fundamentales:

1. Transmisor: Emite la información.
2. Medio: Transporta la información de un punto a otro. Puede ser:

• Medio guiado: Utiliza cables (fibra óptica, coaxial, cobre).
• Medio no guiado: Inalámbrico (WiFi, microondas, satélites).

Cableado

Fibra Óptica

Transmisión directa de luz, ideal para redes de alta capacidad.

Cable Coaxial

Utilizado en redes HFC (cableado de televisión por cable). Transmite señales analógicas y digitales.

Cable de Cobre

Transmite señales como pulsos eléctricos.

Conexión Inalámbrica

Utiliza patrones de transmisiones de microondas (WiFi, Bluetooth, etc.).

Modelos de Comunicación OSI y TCP

Los computadores o hosts utilizan dos modelos principales para la comunicación: OSI y TCP.

Modelo OSI: Creado en 1985 para estandarizar la comunicación a nivel industrial. Tiene 7 capas.

Modelo TCP: Tiene 4 capas y se utiliza principalmente en internet.

Herramientas de Red

Wireshark: Un analizador de protocolos de red que captura y analiza el tráfico de red.

UDP: Protocolo de transporte sin conexión, utilizado para la transmisión de multimedia debido a su baja latencia. Implementa un sistema de acknowledgements (ACK) para verificar la llegada de paquetes.

Conectar una Terminal a una Red

Terminal: Dispositivo conectado a la red para comunicarse con otros dispositivos o acceder a servicios de internet.

Adaptador y Tarjeta de Red: La terminal se conecta a la red a través de una tarjeta de red (NIC). El adaptador es la parte física que conecta la tarjeta al cable de red.

Switch: Dirige el tráfico de red entre dispositivos, asegurando que los datos lleguen a su destino.

ISP (Proveedor de Servicio de Internet): Proporciona acceso a internet. El switch se conecta al ISP a través de un módem o router.

HUB: Dispositivo más simple que un switch. Replica los datos recibidos a todos los dispositivos conectados a él.

Modelo OSI

Creado en 1985 para estandarizar la comunicación a nivel industrial.

Con la llegada de internet, surge el modelo TCP para regular la transmisión de datos.

Capa 1: Física

Define el medio de transporte de la información (guiado o no guiado). Ejemplos: ADSL, VDSL, fibra óptica, coaxial, cable de cobre, Ethernet, WiFi, Bluetooth, microondas, satélites.

Cable de cobre: Señales como pulsos eléctricos.

Cable de fibra óptica: Señales como patrones de luz.

Capa 2: Enlace de Datos

Proporciona un tránsito de datos confiable a través de un enlace físico. Se ocupa del direccionamiento físico y la topología de red. Conecta las capas de software y hardware. Utiliza dispositivos físicos dedicados a la capa de enlace de datos.

Conexiones Asimétricas y Bandwidth

En una conexión asimétrica, las velocidades de bajada (descarga) y subida (carga) son diferentes.

• Velocidad de bajada: Total del bandwidth x 0.70
• Velocidad de subida: Total del bandwidth x 0.30

Ejemplo: Conexión de 60 Mbps:

• Velocidad de descarga: 60 x 0.70 = 42 Mbps
• Velocidad de subida: 60 x 0.30 = 18 Mbps

Ley de Nance y Propagación de Señales

Difracción y Reflexión: Las señales inalámbricas son afectadas por las estructuras urbanas (fachadas de vidrio), alterando su propagación.

Impacto: Es necesario rediseñar las redes y recalcular la propagación de señales en entornos cambiantes.

Modelo OSI: Detalle de Capas

Capa Física

Medio de transporte de la información (guiado o no guiado). La elección del medio depende del tipo de contenido. Ejemplo: contenido en 8K requiere un cable de alta calidad.

Fibra Óptica: Alta capacidad de transmisión (hasta Terabits por segundo), pero menor vida útil que el cobre.

Capa de Enlace de Datos

Convierte señales analógicas o haces de luz en datos binarios (ceros y unos). Es crucial para que la información llegue desde el dispositivo hasta el servicio al que está conectado.

Capa 3: Capa de Red

Proporciona conectividad y selección de ruta entre sistemas en redes geográficas distintas.

Direccionamiento

Dirección IP: Dirección lógica, identificador de cada terminal. Puede cambiar. Se visualiza con ipconfig.

Dirección MAC: Dirección física, asignada por el fabricante, única e inmutable. Se visualiza con ipconfig /all o getmac.

Encapsulamiento

La información se transporta en paquetes PDU, con encabezado (origen y destino) y datos. Límite de 1500 bytes por paquete.

Ejemplo: El mensaje «Hola» se divide en paquetes (H, O, L, A), cada uno con su encabezado.

Enrutamiento

Conmutación por Paquetes: La información viaja en paquetes sin un camino fijo (internet doméstico). Conexiones asimétricas (mayor velocidad de bajada).

Conmutación por Circuito: Camino fijo para la información (conexiones empresariales). Conexiones simétricas (misma velocidad de subida y bajada).

Los datos se dividen, viajan por diferentes caminos y se reordenan en el destino.

El control del flujo de información evita la congestión y asegura la eficiencia de la transmisión.

Des-encapsulamiento

El receptor lee el encabezado del paquete PDU, identifica origen y destino, y extrae los datos. La información se reensambla en el orden correcto.

Capa 4: Capa de Transporte

Divide los datos en partes pequeñas y los pasa a la capa de red. Utiliza TCP/IP para garantizar la llegada correcta de los datos. Realiza un encapsulamiento adicional sobre la capa 3, utilizando la IP como encabezado.

Capa 5: De Sesión

Establece una sesión entre dispositivos antes del intercambio de datos. Se realiza a través de un switch o gateway.

Gateway: Punto de salida para la comunicación entre redes.

Tiempo de Vida (TTL): Límite de tiempo para la entrega de un paquete (ej. 128 ms). Si se agota el TTL, el paquete se descarta.

El proceso de saludo (hello) debe completarse en 30 ms o menos para establecer la sesión.

Capa 6: Presentación

Traduce los datos para que las aplicaciones y usuarios puedan procesarlos.

Capa 7: De Aplicación

Nivel de interacción directa del usuario con el sistema. Se utilizan aplicaciones como navegadores web, clientes de correo electrónico, etc.

TCP: Protocolo orientado a la conexión, garantiza la llegada ordenada de los datos y retransmite paquetes perdidos. Confiable pero más lento que UDP.

UDP: Protocolo sin conexión, más rápido pero menos confiable que TCP. No retransmite paquetes perdidos. Útil para streaming de video o juegos en línea.

MODELO TCP

Asegura la llegada ordenada de los paquetes mediante acknowledgements (ACK).

Capa Física

Existen dos estándares: europeo (E1) y americano (T1).

E1: 32 canales (30 utilizables), 2048 Mbps por canal.

T1: 24 canales (todos utilizables), 1.5 Mbps por canal.

Los dispositivos multimedia suelen utilizar T1.