Conceptos Esenciales de Redes Informáticas: Estructura y Configuración

Modelos de Referencia de Red: OSI y TCP/IP

Modelo OSI: Capas y Funciones

El Modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un marco conceptual que describe cómo las funciones de red interactúan en siete capas distintas. Cada capa tiene una función específica para facilitar la comunicación entre sistemas.

Capa de Aplicación

Define los protocolos que utilizarán las aplicaciones de usuario para interactuar con la red.

Capa de Presentación

Se encarga de la sintaxis y semántica del mensaje, incluyendo la traducción, cifrado y compresión de datos.

Capa de Sesión

Establece, gestiona y finaliza las sesiones de comunicación entre aplicaciones, incluyendo la sincronización del transporte.

Capa de Transporte

Proporciona un elemento de transporte de datos fiable y transparente entre los puntos finales, gestionando la segmentación y reensamblaje de datos.

Capa de Red

Responsable del encaminamiento o enrutamiento de paquetes entre diferentes redes, determinando la mejor ruta.

Capa de Enlace de Datos

Garantiza una comunicación libre de errores a través del medio físico, gestionando el acceso al medio y la detección de errores.

Capa Física

Define las especificaciones eléctricas, mecánicas, funcionales y de procedimiento para el transporte de la señal a través del medio físico.

Modelo TCP/IP: Capas Fundamentales

El Modelo TCP/IP es un modelo de cuatro capas que se utiliza en la suite de protocolos de Internet. Es más práctico y ampliamente implementado que el modelo OSI.

• Aplicación: Combina las funciones de las capas de Aplicación, Presentación y Sesión del modelo OSI.
• Transporte: Equivalente a la capa de Transporte del modelo OSI.
• Internet: Equivalente a la capa de Red del modelo OSI.
• Acceso a la Red: Combina las funciones de las capas de Enlace de Datos y Física del modelo OSI.

Concepto y Beneficios de una Red Informática

Una red informática es un sistema formado por varios ordenadores y dispositivos interconectados que pueden compartir datos, hardware o software. Las redes proporcionan acceso a diferentes recursos con un menor coste económico, facilitando tanto la administración como el mantenimiento.

Los principales beneficios de implementar una red son:

• Permite compartir dispositivos (impresoras, escáneres, etc.).
• Facilita la utilización del mismo software, simplificando su instalación y actualización.
• Mejora la implementación de políticas de seguridad informática.
• Previene pérdidas de información al facilitar la realización de copias de seguridad (backups).
• Facilita la comunicación y el intercambio de información entre usuarios y otras redes.

Clasificación de Redes Informáticas

Las redes se pueden clasificar según diversos criterios:

Por Tamaño o Cobertura

• PAN (Personal Area Network): Red de área personal (ej. Bluetooth).
• HAN (Home Area Network): Red de área doméstica.
• LAN (Local Area Network): Red de área local (ej. red de una oficina).
• CAN (Campus Area Network): Red de área de campus.
• MAN (Metropolitan Area Network): Red de área metropolitana.
• WAN (Wide Area Network): Red de área extensa (ej. Internet).

Por Medio Físico Utilizado para Transmitir

• Cableada: Utiliza cables para la transmisión de datos.
• Inalámbrica: Utiliza ondas de radio o infrarrojos para la transmisión.

Por Topología

La topología describe la disposición física o lógica de los nodos y las conexiones en una red.

• Bus
• Estrella
• Anillo
• Árbol
• Malla

Por Tipo de Transmisión de Datos

• Simplex: Unidireccional (la comunicación fluye en una sola dirección).
• Half Dúplex: Bidireccional asíncrona (la comunicación fluye en ambas direcciones, pero no simultáneamente).
• Full Dúplex: Bidireccional síncrona (la comunicación fluye en ambas direcciones simultáneamente).
• Difusión (Broadcast): El mensaje llega a todos los dispositivos de la red.
• Conmutada (Unicast): El mensaje solo llega a un destinatario específico.

Por Nivel de Acceso o Privacidad

• Pública: Accesible para cualquier usuario.
• Privada: Acceso restringido a usuarios autorizados.

Por Relación Funcional

• Cliente-Servidor: Un servidor centralizado proporciona recursos a múltiples clientes.
• P2P (Peer-to-Peer): Los dispositivos actúan como clientes y servidores simultáneamente.

Dispositivos de Interconexión y Cableado de Red

Tipos de Cableado de Red

El cableado es fundamental para la conectividad física de una red.

Cable Coaxial

Ofrece un gran blindaje ante interferencias electromagnéticas, utilizado en redes antiguas y televisión por cable.

Par Trenzado

Al estar entrelazado, evita interferencias y es más económico. Es el tipo de cable más común en redes LAN (Ethernet).

Fibra Óptica

Transmite pulsos de luz, lo que la hace insensible a interferencias electromagnéticas. Ofrece mayor velocidad de transmisión de datos y mayor distancia de propagación, ideal para redes de alta velocidad y largas distancias.

Dispositivos Físicos de Red

Estos dispositivos permiten la conexión y el flujo de datos dentro y entre redes.

Tarjeta de Red (NIC)

Permite que un equipo se comunique con otros elementos en la red, traduciendo los datos del ordenador a un formato que puede ser transmitido por el cable o de forma inalámbrica.

Hub

Trabaja en el nivel físico (Capa 1 del modelo OSI) uniendo dispositivos entre sí. Solo envía mensajes de difusión (broadcast) a todos los puertos, lo que puede generar colisiones y reducir la eficiencia.

Switch

Trabaja en el nivel de enlace de datos (Capa 2 del modelo OSI) enviando mensajes conmutados (unicast) dentro de una red local. Aprende las direcciones MAC de los dispositivos conectados y envía los datos solo al puerto de destino, mejorando la eficiencia y seguridad.

Router

Trabaja en el nivel de red (Capa 3 del modelo OSI) determinando la mejor ruta que seguirán los mensajes para unir dos o más redes diferentes (ej. tu red local con Internet).

Unidades de Medida y Magnitud de Datos

La información digital se mide en bits y bytes, que son las unidades fundamentales para cuantificar el tamaño de los datos y la capacidad de almacenamiento o transmisión.

• 1 byte (B) = 8 bits (b)
• 1 KB (Kilobyte) = 1024 B = 2¹⁰ B
• 1 MB (Megabyte) = 1024 KB
• 1 GB (Gigabyte) = 1024 MB
• 1 TB (Terabyte) = 1024 GB
• 1 PB (Petabyte) = 1024 TB

Configuración y Administración de Redes

Para que una red funcione correctamente, no solo es crucial que los equipos estén bien conectados físicamente, sino que además se deben configurar una serie de parámetros lógicos en los dispositivos para permitir el intercambio de información. Para facilitar una buena comunicación entre los equipos, es fundamental considerar el tamaño de la red, su organización, y la gestión de recursos (permisos, accesos, etc.) y de usuarios.

Parámetros Esenciales para la Configuración de Red

1. Nombre del Equipo y Grupo de Trabajo: Identificación única de nuestro equipo y el grupo de trabajo al que pertenece dentro de la red.
2. Configuración de la Dirección IP: Asignación manual de una dirección IP o su obtención automática mediante DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol), si el router o servidor lo permite.
3. Asignación de la Máscara de Subred: Define la parte de la dirección IP que corresponde a la red y la parte que corresponde al host, permitiendo la segmentación de la red.
4. Indicación de la Dirección IP de la Puerta de Enlace: La dirección IP del router o dispositivo que permite la comunicación con otras redes, como Internet.
5. Indicación de la Dirección del Servidor DNS: La dirección del servidor de Nombres de Dominio (DNS), que traduce los nombres de dominio (ej. google.com) a direcciones IP. Generalmente proporcionada por el proveedor de acceso a Internet.