Redes de Computadoras: Modelo OSI, TCP/IP, Direcciones IP y Tipos de Redes

Modelo de Referencia OSI

El OSI es un modelo de interconexión de sistemas abiertos que ayuda a fabricantes y empresas a crear redes compatibles, independientemente de la tecnología utilizada. Este modelo es teórico y se creó en 1984 por parte de la Organización Internacional de Normalización (ISO) para normalizar el diseño de redes.

El modelo OSI divide la comunicación entre dos equipos en 7 niveles. A medida que los datos pasan de una capa a otra inferior, se encapsulan y se les añade información adicional.

En cada capa del modelo OSI, las unidades de datos (PDU) con las que se trabaja reciben nombres diferentes:

• Datos (aplicación, presentación y sesión)
• Segmentos (transporte)
• Paquetes (red)
• Tramas (enlace de datos)
• Bits (física)

Familia de Protocolos de Internet: TCP/IP

Un protocolo es un conjunto de reglas que utilizan todos los dispositivos para ser capaces de comunicarse entre sí.

TCP/IP es la familia de protocolos en los que se basa la red Internet y que permiten la transmisión de datos entre ordenadores.

• TCP: Protocolo de Control de Transmisiones
• IP: Protocolo de Internet

Otros protocolos: HTTP, FTP, SMTP, POP

Familia de Protocolos de Internet

Al igual que el modelo OSI, TCP/IP está formado por capas, en cada una de las cuales se emplean protocolos de comunicación distintos.

Protocolo IP

IP es el protocolo de comunicación de datos de la capa de Red del modelo OSI, correspondiente a la capa Internet en el modelo TCP/IP.

Las redes basadas en IP utilizan la tecnología de conmutación de paquetes, consistente en enviar la información dividida en bloques a la dirección IP del equipo destinatario.

Direcciones IP

La dirección IP es un código numérico que identifica de manera única a cada equipo en una red.

Existen dos versiones:

• Direcciones IPv4
• Direcciones IPv6

La configuración de las direcciones IP en los equipos se puede realizar de dos modos diferentes:

• IP estática: los equipos se configuran con una dirección fija, con la que siempre acceden a la red.
• IP dinámica: la dirección IP es asignada al equipo cada vez que se conecta a la red, siendo variable en cada sesión.

En una red con conexión a Internet hay que distinguir dos tipos de direcciones:

• Direcciones públicas: permiten que cada dispositivo conectado a una red pueda ser identificado.
• Direcciones privadas: Son un conjunto de direcciones reservadas para utilizarse en redes locales.

Subredes

Una red se divide en subredes para gestionar la seguridad, compartir recursos, mejorar el tráfico de datos, controlar el acceso de usuarios, etc.

Cada dirección IP identifica un equipo y la subred a la que pertenece.

Máscara de Red

Las máscaras de red delimitan con el valor “1” los bits correspondientes a la subred y con el valor “0” los bits relativos al equipo, varían en función del tipo de red que se está utilizando.

Para la configuración de redes locales se suelen utilizar direcciones IP privadas de clase C.

Puerta de Enlace

Una puerta de enlace (o Gateway) es un dispositivo que permite interconectar redes con arquitecturas y protocolos diferentes.

Se caracteriza por tener una dirección IP privada y otra dirección pública visible al exterior.

La dirección IP utilizada habitualmente para la puerta de enlace suele ser 192.168.0.1.

DNS

El DNS es una base de datos distribuida por numerosos ordenadores de todo el mundo para convertir las direcciones IP en nombres de dominio y viceversa.

Cada vez que se utiliza una dirección web en Internet, el DNS la traduce a la dirección IP correspondiente.

Dirección MAC

La dirección MAC es un identificador único de 6 bytes que asignan los fabricantes a las tarjetas y dispositivos de red.

Los primeros seis dígitos hexadecimales hacen referencia al OUI, por lo que son iguales para todos los productos de un mismo fabricante.

Tipos de Redes

Según su Área de Cobertura

• Red de área extensa (WAN): Interconecta equipos de países.
• Red de área metropolitana (MAN): Da cobertura a varios kilómetros.
• Red de área local (LAN): Conecta ordenadores de un área pequeña.
• Red de área personal (PAN): Comunican dispositivos situados a pocos metros.

Según su Topología

• Red en bus
• Red en anillo
• Red en estrella
• Red en árbol
• Red híbrida

Según su Nivel de Acceso o Privacidad

• Red pública: Puede ser utilizada por cualquier persona.
• Red privada: De acceso exclusivo para los usuarios y equipos. Si proporciona servicios similares a los de Internet de forma exclusiva a sus usuarios, se llama Intranet.
• VPN (Red Privada Virtual): Es una tecnología para acceder de forma segura a una red privada. Funciona como si estuviese conectado físicamente a la misma red.

Según su Relación Funcional

• Cliente-servidor: para distribución de tareas.
  • Servidor: Provee de servicios al resto de equipos.
  • Cliente: Ordenadores que dependen (total o parcialmente) de los recursos de un equipo servidor.
• Redes entre iguales: todos los nodos son iguales (servidores y clientes).
  • Intercambio de archivos: Envío directo de archivos (riesgo de piratería).
  • VoIP: Servicio para enviar voz digitalmente a través de Internet.

Según su Tecnología Física de Conexión

• Redes cableadas: Se conectan mediante cables, generalmente con topología en estrella.
• Redes inalámbricas:
  • Wi-Fi: permite la conexión a cientos de metros.
  • Bluetooth: tiene un alcance de unos pocos metros.
  • Infrarrojos: se comunican dispositivos que estén visibles entre sí.