Conceptos Fundamentales de Redes Informáticas: Elementos, Protocolos y Conectividad
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Conceptos Fundamentales de Redes Informáticas
El término red se refiere a las redes de datos o información capaces de transmitir muchos tipos diferentes de comunicaciones, incluyendo datos computacionales tradicionales, voz interactiva, vídeo y productos de entretenimiento.
Elementos Esenciales de una Red
Para que una red funcione correctamente, se requieren varios elementos clave:
- Reglas (Protocolos): Conjunto de normas que rigen la comunicación.
- Medios: Canales físicos o inalámbricos por los que viajan los datos.
- Mensajes: La información que se transmite a través de la red.
- Dispositivos: Hardware que envía, recibe o procesa los mensajes.
Tipos de Conexión y Medios de Red
En las redes de área local (LAN), los dispositivos generalmente se conectan a través de medios específicos:
- Redes Cableadas: Utilizan cables físicos para conectar los dispositivos.
- Cable Coaxial: Un tipo de cable de cobre.
- Cable de Par Trenzado No Blindado (UTP) de Categoría 5: Comúnmente utilizado en redes LAN.
- Fibra Óptica: Utiliza pulsos de luz para transmitir datos a altas velocidades.
- Redes Inalámbricas: Usan ondas de radio para la comunicación entre dispositivos.
Componentes Clave de una Red
Las redes se construyen a partir de tres componentes fundamentales:
- Dispositivos: Hardware que interactúa en la red.
- Medios: La infraestructura física o inalámbrica.
- Servicios: Aplicaciones y procesos que permiten la comunicación y el intercambio de información.
Dispositivos Finales (Hosts)
Los dispositivos finales son los puntos de origen o destino de los mensajes en la red. Incluyen:
- Computadoras (estaciones de trabajo, portátiles, servidores de archivos, servidores web)
- Impresoras de red
- Teléfonos VoIP
- Cámaras de seguridad
- Dispositivos portátiles móviles (tales como escáneres inalámbricos para códigos de barras y PDAs)
Servicios de Red Comunes
Algunos de los servicios más utilizados en las redes incluyen:
- World Wide Web (HTTP): Acceso a páginas web.
- Correo Electrónico (SMTP, POP): Envío y recepción de mensajes.
- Mensajería Instantánea (XMPP, OSCAR): Comunicación en tiempo real.
- Telefonía IP (SIP): Llamadas de voz a través de internet.
Redes Convergentes
Una red convergente es una plataforma unificada que permite el flujo de voz, vídeo y datos a través de la misma infraestructura. Esto elimina la necesidad de crear y mantener redes separadas para cada tipo de comunicación, optimizando recursos y simplificando la gestión.
Red de Área Local (LAN)
Una Red de Área Local (LAN) es una red que abastece un hogar, un edificio o un campus, proporcionando conectividad a dispositivos dentro de un área geográfica limitada.
Suites de Protocolos de Red
Las suites de protocolos de red describen procesos esenciales para la comunicación, tales como:
- El formato o la estructura del mensaje.
- El método por el cual los dispositivos de red comparten información sobre las rutas con otras redes.
- Cómo y cuándo se transmiten mensajes de error y del sistema entre los dispositivos.
- La configuración y la terminación de sesiones de transferencia de datos.
Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
El Modelo OSI es un marco conceptual que estandariza las funciones de un sistema de comunicación en siete capas:
- Física
- Enlace de Datos
- Red
- Transporte
- Sesión
- Presentación
- Aplicación
Modelo Cliente-Servidor
En el modelo cliente-servidor, el dispositivo que solicita información se denomina cliente y el dispositivo que responde a la solicitud se denomina servidor.
Servidor
Cualquier dispositivo que responde a una solicitud de aplicaciones de cliente funciona como un servidor. Un servidor generalmente es una computadora que contiene información para ser compartida con muchos sistemas cliente.
Sistema de Nombres de Dominio (DNS)
El Sistema de Nombres de Dominio (DNS) se creó para resolver nombres de dominio a direcciones IP numéricas. DNS utiliza un conjunto distribuido de servidores para resolver los nombres asociados con estas direcciones, facilitando la navegación en internet.
IPv4: Protocolo de Internet Versión 4
La capa de red, o Capa 3 de OSI, provee servicios para intercambiar secciones de datos individuales a través de la red entre dispositivos finales identificados. Para realizar este transporte de extremo a extremo, la Capa 3 utiliza cuatro procesos básicos:
- Direccionamiento
- Encapsulación
- Enrutamiento
- Desencapsulación
Estructura de Paquetes IPv4
En la capa de red, es necesario identificar los paquetes de la transmisión con las direcciones de origen y de destino de los dos sistemas finales. Con IPv4, esto significa que cada paquete posee una dirección de origen de 32 bits y una dirección de destino de 32 bits en el encabezado de Capa 3.
Gateway Predeterminado
El gateway, que también se conoce como gateway predeterminado, es necesario para enviar un paquete fuera de la red local, actuando como un punto de entrada y salida para la comunicación con otras redes.
Utilidad Ping
La utilidad Ping comprueba el estado de la conexión con uno o varios equipos remotos por medio de los paquetes de solicitud de eco y de respuesta de eco (ambos definidos en el protocolo de red ICMP) para determinar si un sistema IP específico es accesible en una red.