Componentes y Arquitectura de Redes: Conceptos Fundamentales

Componentes de un Computador

● PROCESADOR: Elemento principal y activo de un computador. Ejecuta las instrucciones una a una. Está formado por una serie de componentes internos que controlan la ejecución de las instrucciones paso a paso. Uno de esos elementos es el reloj. PALABRA: Tamaño de dato con el que opera o trabaja.

● MEMORIA: Elemento de un computador destinado a almacenar información de los programas que se están ejecutando.

Tipos de Memoria

Semiconductoras

Almacenan la información en circuitos electrónicos (registros, caché, memoria principal...).

Volátiles (tipo RAM)

Estática (SRAM): Utilizadas en memorias caché por su rapidez y eficiencia.

Dinámica (DRAM): Más lentas que las SRAM, pero con mayor capacidad.

No Volátiles (tipo ROM)

ROM, PROM, EPROM, EEPROM

Magnéticas

Hacen uso de las propiedades magnéticas para almacenar y leer la información (discos duros, discos flexibles...).

Ópticas

Hacen uso de las propiedades de la luz para la lectura de la información (DVDs, CDs, HD-DVD, Blu-ray...).

● E/S: El ordenador se comunica con el mundo exterior mediante periféricos, dispositivos externos y módulos o controladores a modo de interfaz adaptadora.

● BUSES: Los componentes de un computador se conectan entre sí mediante un conjunto de líneas que transmiten señales con funciones específicas. Hay tres tipos de señales: de datos, de direcciones y de control.

Conceptos de Redes

● RED: Unión de dos o más componentes con el objeto de compartir recursos e intercambiar información.

● NODO/ESTACIÓN: Computador u otro elemento conectado a la red de comunicación que puede ser utilizado por un usuario cualquiera.

● SERVIDOR: Elemento encargado de realizar tareas de gestión de red, de los usuarios, de seguridad y de llevar a cabo el control del almacenamiento y la recuperación de la información.

● LÍNEA DE COMUNICACIÓN: Medio de transmisión por el que se transportan los mensajes entre los elementos de una red: cableado, Wi-Fi, satélite...

● ELEMENTOS DE CONMUTACIÓN: Redirigen los mensajes que circulan entre las redes. En función de su capacidad de decisión, hay varios tipos:

• Enrutadores (ROUTERS): Conexión de distintas subredes.
• Conmutadores (SWITCH): Solo reenvían por el puerto correspondiente (dentro de una subred).
• Concentradores (HUB): Reenvían por todos los puertos (dentro de una subred).

● TOPOLOGÍA: BUS, ESTRELLA, ÁRBOL, ANILLO, DOBLE ANILLO, MALLA, MIXTA.

● EXTENSIÓN:

• Redes de área personal (PAN): Entorno personal y local del usuario. Permite comunicar estos dispositivos de manera rápida y eficaz. Comunicaciones puntuales.
• Redes de área local (LAN): Pequeñas, dentro de una oficina o edificio. Digital. Alta velocidad y pocos errores.
• Redes metropolitanas (MAN): Interconectan una serie de redes locales dentro de un área geográfica mayor: polígono industrial, ciudad, campus... Digital. Mayor velocidad y más errores.
• Redes de gran alcance (WAN): Conectan redes de distintas ciudades, países o incluso continentes. Digital y analógica. Velocidad diversa y alta tasa de errores.

● MEDIO DE TRANSMISIÓN:

• GUIADO (Redes cableadas): La conducción se realiza mediante cableado. La velocidad depende de la distancia, el cableado y el tipo de comunicación. TIPOS: por par trenzado (LAN), UTP (sin protección) y STP (con protección), cable coaxial (MAN y LAN), fibra óptica (MAN y WAN), PLC (cable eléctrico).
• NO GUIADO (Redes inalámbricas): Conexión de nodos sin la necesidad de conexión física. Recepción y envío de información mediante ondas electromagnéticas. Ventajas: eliminación del cableado y facilidad de añadir nodos. Inconveniente: la seguridad y la colisión de nodos. TIPOS: para PAN (Bluetooth), para LAN (Wi-Fi), para MAN (WiMAX), para WAN (Satélites y telefonía).

● PROTOCOLO: Conjunto de reglas usadas para la comunicación entre computadores a través de una red por medio de intercambio de mensajes.

● MODELO DE RED: Formado por una pila de protocolos organizados en niveles. Cada protocolo se encarga de una tarea en la comunicación. Las tareas a realizar por cada elemento de la pila se ejecutan en orden descendente en el emisor y de forma ascendente en el receptor. Cada nivel de la pila de protocolos en el nodo emisor se comunica virtualmente con el mismo nivel del destinatario.

• OSI: 7 niveles: de aplicación, de presentación, de sesión, de transporte, de red, de enlace de datos y físico.
• TCP/IP: TCP se encarga de trocear la información en paquetes y reconstruirlos en el destino. IP encamina los datos por la red, usando una identificación para cada nodo. Los datos se encapsulan con una serie de información adicional. Cada nivel en el emisor añade información al paquete, que será interpretada por el mismo nivel del destinatario.

● EJEMPLOS DE PROTOCOLOS:

• CAPA APLICACIÓN: HTTP (Transmisión de páginas web a navegador), FTP (Transferencia de ficheros), SMTP (Envío de correo a través de un servidor remoto), POP/IMAP (Permiten leer el correo de un servidor remoto).
• CAPA DE TRANSPORTE: TCP (Protocolo orientado a la conexión), UDP (Protocolo no orientado a la conexión).
• CAPA DE INTERNET: IP (Protocolo de comunicación de datos bidireccional), DHCP (Protocolo que permite que un proveedor de servicios de internet asigne una dirección IP dinámica a un ordenador).
• CAPA DE INTERFAZ: Ethernet, Token ring, cable coaxial, fibra óptica.

● DIRECCIONES FÍSICAS (MAC): Utilizada en la capa 2 del modelo OSI. Propia de la tarjeta de red conectada al equipo. Única, no pueden existir dos MAC iguales. Compuesta por 6 bytes, dividida en 6 parejas de dígitos hexadecimales.

● DIRECCIONES LÓGICAS (IP): Etiqueta numérica que identifica, de manera lógica y jerárquica, a una interfaz de un dispositivo, conmutador o no, dentro de una red que utilice el protocolo IP.

● DNS (Sistema de nombre de dominio): Sistema de nomenclatura jerárquica para computadores, servicios o cualquier recurso conectado a internet o a una red privada. Asocia información variada con nombres de dominios asignados a cada uno de los participantes. Su función más importante es traducir, resolver nombres inteligibles para las personas en direcciones IP, asociados con los equipos conectados a la red. Finalidad: localizar y direccionar todos los equipos mundialmente. Se asemeja a un listín telefónico.