Routers, Conexiones a Internet y Protocolos de Red: Funcionamiento y Tipos

Routers: Dispositivos Clave para la Interconexión de Redes

Un router es un dispositivo hardware que interconecta redes de hosts, incluso si estas tienen distintas tecnologías, siempre que usen el mismo protocolo. Realiza las siguientes funciones:

1. Adapta la estructura de información de una red a otra.
2. Encamina la información por la ruta óptima, decidiendo la dirección de la red objeto del destino del paquete de datos (dirección IP).
3. Reagrupa la información que viene por rutas distintas.

De modo general, el router es el elemento electrónico que conecta una red LAN a Internet y a todas las demás LAN, conformando y dando sentido a la gran red WAN. A diferencia del bridge, el router trabaja en la capa 3 del modelo OSI (capa de red), por lo que busca el camino más adecuado para transmitir los paquetes de datos hasta su destino. El bridge, que trabaja en la capa 2 OSI (enlace), solo transmite paquetes de datos, pero no busca el mejor camino.

Los routers actuales incorporan WI-FI para permitir la conexión de dispositivos portátiles. Los más usados son los routers ADSL y los de fibra óptica.

Tipos de Conexión a Internet

1. Por línea convencional: Se realizan por llamada telefónica a la red RTB (Red Telefónica Básica). Es necesario disponer de un módem analógico interno o externo. La velocidad máxima es de 56 Kbps y hay ocupación de la línea, es decir, no se puede disponer de datos y voz simultáneamente.
2. Conexión RDSI (Red Digital de Servicios Integrados): Aprovechaba la red digital, con una velocidad de hasta 128 Kbps y permitiendo simultanear voz y datos.
3. Conexiones por líneas de banda ancha ADSL y Fibra Óptica:
   • ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica): Tecnología que, usando el par de cobre de la RTB, la convierte en línea de alta velocidad (banda ancha), permitiendo también voz y datos a la vez.
   • Se compone de dos canales asimétricos con diferente velocidad, siendo mucho mayor la velocidad de bajada o de recepción que la de subida o emisión.
   • Fibra óptica: Se va imponiendo al sustituir las líneas ADSL. Con la fibra, además de la conexión a Internet, el usuario puede recibir más servicios (TV, vídeo, telefonía, etc.) y la velocidad puede ser superior a los 100 Mbps.
   • A diferencia de la tecnología de par de cobre, que establece una conexión directa punto a punto con el ISP, con la fibra se usan conexiones multipunto en las que muchos usuarios comparten el mismo cable. La atenuación o pérdida de señal es mucho menor que en ADSL.

Conexiones Móviles: GPRS, 3G, HSDPA

Las compañías de telefonía móvil ofrecen conexión a Internet vía 3G y HSDPA. Solo se necesita un módem 3G/GPRS. Esta conexión supera los 3,6 Mbps en bajada, aunque no puede mantener con facilidad esa velocidad. Los repetidores de telefonía móvil tienen un ancho de banda específico que tiene que ser compartido con la telefonía móvil.

Protocolos de Comunicación en Redes

El protocolo de una red es el software que permite que dos equipos se comuniquen. Este protocolo se encuentra en la última capa del modelo OSI, ya que corresponde a la capa más lógica (software) de todas ellas.

Existen varios tipos de protocolos que dependen del sistema operativo que se esté usando en la red. El sistema operativo suele incluir varios protocolos para que el usuario los utilice con el fin de que la red funcione adecuadamente. Microsoft creó el protocolo NetBEUI para redes Windows, y Novell el protocolo IPX/SPX. Sin embargo, con la aparición y uso de Internet, el protocolo que se ha impuesto es el TCP/IP.

Protocolo TCP/IP: El Estándar de Comunicación en Internet

El protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) es el más usado en Internet. La práctica totalidad de las LAN lo usan, y los sistemas operativos como Windows, Mac OS, Novell, Unix y Linux lo incorporan como elemento fundamental de su estructura.

TCP/IP es el estándar de comunicación por excelencia. Además, distintos sistemas operativos se comunican entre sí, y mucho hardware (impresoras, routers, etc.) incorpora este protocolo en su firmware para ser configurado en la red.

TCP/IP se forma con la unión de dos protocolos:

• IP: Trabaja en la capa 3 del modelo OSI y su función es el direccionamiento y los puertos. Para enviar un paquete de datos a un host, se precisa conocer la dirección IP destino y el número de puerto donde recibirá la información. Cada puerto está especificado para una aplicación (correo SMTP, POP, etc.). Hay 65536 puertos. Cuando el host destino recibe el paquete, genera un paquete de respuesta.
• TCP: Trabaja a nivel de transporte (capa 4 del modelo OSI) y su función es el control del flujo y la conexión. El transporte se realiza mediante paquetes (datagramas) que incluyen la dirección IP de origen, la de destino y los puertos de origen y destino.

La Dirección IP: Identificación Única de los Dispositivos en la Red

Cada host (ordenador) de la red se identifica con una dirección IP exclusiva. Este número está formado por cuatro cifras decimales de un byte separadas por puntos. Cada cifra tiene un valor comprendido entre 0 y 255. Ejemplo: 198.204.45.16.

Cada cifra decimal tiene su correspondiente binario, ya que este es el que se transmite por la red. La IP anterior quedaría así: 11000110.11001100.00101101.00010000.

Máscara de Red: Creación de Subredes

En una red se pueden crear subredes. Para diferenciar los equipos que pertenecen a una subred de una red LAN, se usan máscaras de subred con la misma notación decimal que la máscara de red, es decir, 32 bits.

La IP de una máquina tiene dos partes: bits de red y bits de host. Estos últimos son los que identifican un host dentro de la subred. Los bits de subred se sitúan a la izquierda y los de host a la derecha. Así, la IP 195.10.20.4 con máscara 255.255.255.0 indica que es un host de la red 195.10.20 y que el host es el 4. La IP 195.10.20.4 con máscara 255.255.0.0 indica que es un host de la red 195.10 y que el host es el 4 de la subred 20.

Direcciones IP: Clasificación y Direcciones Privadas

Según el tamaño de la red, la ICANN (Internet Corporation for Assigned Names and Numbers) ha establecido tres tipos de redes: A, B y C.

• Clase A: Dedicadas para los servidores de Internet (hosts de Internet).
• Clase B: Para medianas y grandes empresas con ordenadores por todo el mundo.
• Clase C: Se reservan para las LAN o Intranet.

Cada clase de red permite una cantidad fija de hosts y se distingue por el primer conjunto de dígitos de su dirección.

Direcciones Privadas

Con frecuencia, las instituciones tienen un solo dispositivo conectado a Internet y el resto de equipos acceden a través de él. Este dispositivo es el router o un PC proxy. De esta manera, solo se necesita contratar una IP de enlace a Internet, pero los demás hosts necesitan una dirección IP para comunicarse entre ellos y tener acceso a Internet. Estas direcciones son las privadas, y la ICANN ha reservado estos rangos de IP que se pueden emplear dentro de cada clase de red:

• Clase A: 10.0.0.0 a 10.255.255.255 (8 bits red, 24 bits hosts).
• Clase B: 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (16 bits red, 16 bits hosts).
• Clase C: 192.168.0.0 a 192.168.255.255 (24 bits red, 8 bits hosts).