Conceptos Fundamentales de Redes Informáticas: Dispositivos, Topologías y Conexiones

1. Definición de Red Informática y Tipos según sus Dimensiones

Una red informática está formada por un conjunto de ordenadores y otros dispositivos conectados entre sí mediante cables o transmisión inalámbrica, con la finalidad de compartir recursos, tanto de hardware (impresoras, discos duros) como de software (aplicaciones, archivos).

Según sus dimensiones, las redes más importantes se pueden clasificar en:

• Red de Área Local (LAN - Local Area Network): Engloban áreas geográficas reducidas, como una oficina, un edificio o un hogar.
• Red de Área Extensa (WAN - Wide Area Network): Comunican equipos y recursos ubicados en zonas geográficas lejanas, como ciudades o países distintos. Internet es el ejemplo más grande de una red WAN.

2. Función de la Tarjeta de Red y el Significado de su Identificador Único

La tarjeta de red o NIC (Network Interface Card) es el componente de hardware que permite conectar un ordenador a una red. Generalmente, se instala en una ranura de expansión de la placa base o se conecta externamente a través de un puerto USB.

Cada tarjeta de red posee un identificador único de 48 bits (6 bytes) denominado dirección MAC (Media Access Control). Esta dirección está dividida en dos partes:

• Los primeros 3 bytes son asignados por el IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) al fabricante y se conocen como OUI (Organizationally Unique Identifier).
• Los últimos 3 bytes son asignados por el propio fabricante, garantizando que no existan dos tarjetas de red en el mundo con la misma dirección MAC.

3. Ventajas y Desventajas de las Topologías de Estrella y de Árbol

Las topologías en estrella y en árbol son dos de las configuraciones más utilizadas en redes de área local (LAN).

Topología en Estrella

Ventajas

• Si un ordenador se desconecta o su cable se daña, solo ese equipo se ve afectado, sin interrumpir al resto de la red.
• Es fácil añadir nuevos equipos a la red.
• Facilita la prevención y localización de daños o conflictos.
• Permite centralizar la administración y el funcionamiento de la red en un dispositivo central (hub o switch).

Desventajas

• Si el dispositivo central (hub o switch) falla, toda la red deja de funcionar.
• Requiere una mayor cantidad de cableado en comparación con otras topologías como la de bus.

Topología en Árbol

Ventajas

• Utiliza cableado punto a punto para los segmentos individuales, lo que facilita la localización de fallos.
• Es compatible con una gran cantidad de software y hardware de múltiples fabricantes.
• La resolución de problemas es relativamente sencilla al poder aislar segmentos de la red.

Desventajas

• Se requiere una cantidad considerable de cable.
• Si el nodo o concentrador principal falla, toda la red o el segmento dependiente de él deja de funcionar.
• Su configuración puede ser más compleja que la de la topología en estrella.

4. Otros Tipos de Topologías en Redes de Área Local

Además de las topologías en estrella y en árbol, en las redes de área local podemos encontrar otras configuraciones, como:

• Bus
• Anillo
• Doble Anillo
• Malla
• Mixta (o híbrida)
• Totalmente Conexa

5. Cómo Averiguar la Dirección MAC de tu Tarjeta de Red

Para conocer la dirección MAC de una tarjeta de red en un sistema operativo basado en Linux, se puede utilizar un comando en la terminal. El comando tradicional es ifconfig.

Al ejecutar en la terminal:

ifconfig

Se debe buscar la interfaz de red (por ejemplo, eth0 para una conexión por cable o wlan0 para una inalámbrica) y localizar el valor asociado a ether o HWaddr. La dirección MAC tendrá un formato similar a este ejemplo:

00:1B:44:11:3A:B7

6. Dispositivos de Interconexión de Redes

Además de la tarjeta de red, existen varios dispositivos que permiten construir y gestionar las redes.

Repetidores

Los repetidores son dispositivos que reciben una señal de red débil o de bajo nivel y la retransmiten a una mayor potencia. Su función es regenerar la señal para que pueda cubrir distancias más largas sin una degradación significativa, extendiendo así el alcance de la red.

Hubs (Concentradores)

Un hub recibe un paquete de datos a través de uno de sus puertos y lo retransmite a todos los demás puertos sin filtrarlo. Esto provoca que la información no solo la reciba el equipo de destino, sino también todos los demás dispositivos conectados, lo que puede generar saturación en la red y colisiones cuando el tráfico es elevado. Se utilizan en redes pequeñas con tráfico limitado.

Switches (Conmutadores)

Un switch es un dispositivo más inteligente que el hub. Almacena las direcciones MAC de todos los equipos conectados a cada uno de sus puertos. Cuando recibe un paquete, revisa la dirección MAC de destino y lo reenvía únicamente por el puerto correspondiente a esa dirección, dejando los demás puertos libres. Esto optimiza el tráfico y mejora el rendimiento de la red.

Routers (Enrutadores)

Un router es un dispositivo destinado a interconectar redes diferentes, como una red LAN con otra LAN, o una LAN con una WAN como Internet. Toman decisiones lógicas sobre la mejor ruta para enviar los paquetes de datos entre redes. Hoy en día, son fundamentales en las redes domésticas para proporcionar conexión a Internet a múltiples dispositivos.

7. Diferencia entre Cables de Par Trenzado Apantallados y sin Apantallar

La principal diferencia entre los cables de par trenzado apantallados y los no apantallados radica en su protección contra interferencias electromagnéticas (EMI) y diafonía (crosstalk).

• Cable de par trenzado apantallado (STP - Shielded Twisted Pair): Está recubierto por una malla o lámina conductora que protege los pares de cables de interferencias eléctricas externas. Es ideal para entornos con un alto nivel de ruido eléctrico, como fábricas o cerca de motores.
• Cable de par trenzado sin apantallar (UTP - Unshielded Twisted Pair): No posee este recubrimiento protector. Es más económico, flexible y fácil de instalar, siendo el tipo de cable más común en redes domésticas y de oficina donde el nivel de interferencia no es un problema crítico.