Conexiones de Red y Protocolos de Internet: Componentes y Funcionamiento

Conmutador (Switch)

Un conmutador o switch cumple la misma función que un hub, pero de manera más eficiente. Es capaz de reconocer qué puertos tienen actividad en un momento dado (es decir, están conectados a una estación de trabajo, una impresora, etc.) y transmitir la señal solo a estos. Incluso, aprende a qué PC de destino va dirigida la información, lo que se traduce en una mayor rapidez.

Además de esta característica, un switch también puede actuar como dispositivo de interconexión de redes o segmentos de redes LAN, conectándose a su vez a otro switch o a un hub. La evolución de las redes Ethernet ha hecho que los switches se impongan definitivamente sobre los hubs.

Router (Enrutador)

Un router o enrutador es un dispositivo, hardware o software, de interconexión de redes de computadoras. Interconecta segmentos de red o redes enteras, aunque estas tengan distintas tecnologías o especificaciones, siempre y cuando utilicen el mismo protocolo. Desempeña las siguientes funciones:

• Pasa información de un soporte físico a otro (distintas velocidades y soportes físicos).
• Encamina la información por la ruta óptima. Decide la dirección de la red hacia la que va destinado el paquete de datos (en el caso del protocolo TCP/IP, esta es la dirección IP).

Generalmente, el router es el dispositivo que conecta una red LAN a Internet o una LAN a otras LAN. Un router puede buscar diferentes caminos activos y determinar en un momento dado cuál resulta más adecuado para transmitir los paquetes de datos.

Hoy en día es habitual que los routers incorporen tecnología Wi-Fi para conectar dispositivos portátiles. También es habitual que tengan más de un puerto de conexión (cuatro puertos RJ45), lo que los convierte también en pequeños switches. Existen muchos tipos de routers, en función de la línea de transmisión que utilicen para interconectar las distintas redes. Los más utilizados para "salir" a Internet son los routers ADSL.

Tipos de Conexión a Internet

Conexión por Línea Analógica (RTB)

La conexión al proveedor de Internet se efectúa mediante una llamada telefónica a la red RTB (Red de Telefonía Básica). Es necesario disponer de un módem analógico, que puede ser interno o externo. Tiene limitaciones en cuanto a velocidad (máximo: 56 Kbps) y utilización de la línea (no se puede disponer de voz y datos simultáneamente).

Conexión por Línea ADSL

El ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line, línea de abonado digital asimétrica) es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal (RTB), la convierte en una línea de alta velocidad (banda ancha). Permite transmitir simultáneamente voz y datos a través de la misma línea telefónica. El ADSL permite velocidades de hasta 20 Mbps en la bajada y de hasta 8 Mbps en la subida.

Dispone de dos canales de datos asimétricos, es decir, que no tienen la misma velocidad de transmisión de datos: la velocidad en el canal de recepción de datos es mayor que en el canal de envío de datos.

Conexión por Cable de Fibra Óptica

Los usuarios de este tipo de conexión, además de la conexión a Internet, tienen la posibilidad de recibir servicios como televisión de pago, vídeo bajo demanda, telefonía, etc. Mediante esta conexión se pueden alcanzar velocidades teóricas de hasta 30 Mbps, pero lo normal es disponer de alrededor de 300 Kbps.

Conexiones Móviles (GSM, 3G y UMTS)

Casi todas las compañías de telefonía móvil están ofreciendo servicio de conexión a Internet vía 3G y/o GPRS. La ventaja de este sistema de conexión es la movilidad, lo que lo hace muy interesante para los portátiles. Solo se necesita un módem 3G/GPRS y cobertura de señal. La conexión 3G es bastante rápida.

Protocolos de Comunicación: El TCP/IP

El protocolo de una red es el software necesario para que dos equipos de una red puedan comunicarse entre sí. Con la aparición y el uso extendido de Internet, el protocolo que se ha impuesto sobre todos los demás es el TCP/IP.

El Protocolo TCP/IP

El protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) se ha convertido en el protocolo preferido de comunicaciones. La práctica totalidad de la redes LAN lo usan y los sistemas operativos más difundidos (Windows, Mac OS, Novell, UNIX, Linux...) lo incorporan como elemento fundamental de su estructura. El TCP/IP se ha convertido en el estándar de comunicación más completo y aceptado. Gracias al TPC/IP, redes heterogéneas y con distintos sistemas operativos pueden comunicarse. Asimismo, muchos componentes de hardware, como impresoras, routers, etc., incorporan en su firmware este protocolo para poder ser configurados dentro de la red.

La Dirección IP

Una vez instalado el protocolo TCP/IP, cada elemento de una red (host) debe estar identificado mediante una dirección IP exclusiva. El número IP está formado por un conjunto de cuatro cifras decimales de un byte separadas por puntos. Cada cifra decimal consta de un valor comprendido entre 0 y 255. Por ejemplo, la siguiente sería una dirección IP: 195.235.165.34.

La Máscara de Red

En una red pueden crearse distintas subredes. Para diferenciar los equipos que pertenecen a las distintas subredes de una LAN se utilizan las máscaras de subred.

La dirección IP de una máquina se compone de dos partes cuya longitud puede variar: bits de red, que definen la red a la que pertenece el equipo, y bits de host, que son los que distinguen a un equipo de otro dentro de la red.

Los bits de red siempre están a la izquierda, y los de host, a la derecha. Por ejemplo, la dirección 195.10.20.4 con máscara 255.255.255.0 indica que hacemos referencia a un equipo que está en la red 195.10.20 y que es el equipo 4.

Sin embargo, la misma dirección 195.10.20.4, pero con máscara 255.255.0.0, hace referencia al equipo 4 de la subred 20, que a su vez está en la red 195.10.

Clases de Direcciones IP

La comunidad de Internet ha definido clases de direcciones IP para dar cabida a redes de distintos tamaños. Hay tres clases de direcciones IP:

• Clase A: para los servidores de Internet (hosts de Internet).
• Clase B: para las medianas o grandes empresas que poseen ordenadores por todo el mundo.
• Clase C: se reservan para las redes LAN o intranets.

Enrutamiento o Puerta de Enlace

Una LAN ordinaria tiene direcciones de clase C. Cada vez que una LAN "sale" a Internet, el proveedor de Internet (ISP) asigna a esa LAN una dirección IP dentro de su propia red. El dispositivo que obtiene esa dirección pública es el router.

Así, el router tiene dos direcciones IP. Una es para comunicarse con el resto de los nodos de la red LAN (dirección de puerta de enlace) y la otra es la dirección IP obtenida del ISP (proveedor de servicios de Internet).

En la configuración de estas máquinas se las suele llamar IP LAN e IP WAN.

El Servicio de Resolución de Nombres (DNS)

Conocer los distintos números IP de los servidores de Internet resulta demasiado complicado. El DNS (Domain Name System) es un sistema parecido a la guía de teléfonos. En lugar de recordar direcciones IP complicadas, podemos conectar con un host mediante su nombre DNS, mucho más sencillo.

Este sistema tiene su aplicación más inmediata en Internet. Por ejemplo, podemos referirnos de la misma forma a la dirección 147.96.1.15 que a la dirección www.ucm.es. Pero también es necesario resolver los nombres DNS en redes más pequeñas, como las LAN.

El servicio de DNS lo ofrece un servidor DNS. Normalmente, el proveedor de Internet debe ser al mismo tiempo el servidor DNS y tiene que interpretar los nombres que escribimos (como las páginas web) traduciéndolos a direcciones IP.

El Servicio DHCP

El DHCP es un protocolo de red que permite los parámetros de configuración IP automáticamente. No es preciso asignar direcciones manualmente en la configuración de red.

Servicios TCP con Puerto Fijo (Mail, FTP, Telnet...)

Diversos programas basados en TCP/IP pueden ejecutarse simultáneamente en Internet (por ejemplo, es posible abrir diferentes navegadores de manera simultánea o navegar por páginas HTML mientras se descarga un archivo de un FTP). Para facilitar este proceso, a cada una de estas aplicaciones se le asigna una combinación (dirección IP + puerto) denominada socket. Los puertos más conocidos y utilizados son: 21 (FTP), 25 (SMTP), 80 (HTTP), 110 (POP3), etc. Por ejemplo, la dirección 192.168.1.100:21 indica que queremos conectar con un servidor FTP (puerto 21).