Introducción a las redes de datos

INTRODUCCIÓN A INTERNET

Evolución de Internet

Internet se crea a partir de diseños de comunicaciones para entornos bélicos, con la siguiente cronología:

  • 1958 ARPA ( Advanced Research Projects Agency ): Investigación sobre ordenadores y comunicaciones durante la guerra fria.
  • 1960 DARPA (Departamento de Defensa de los EEUU): Es un sistema militar de comunicaciones descentralizado que ha de seguir funcionando aún si algunos sistemas de comunicación son destruidos por el enemigo
  • 1969 ARPANET: Se instala el primer nodo. Dos años mas tarde están conectadas 15 universidades y varios centros de investigación.
  • 1980 Aparece TCP/IP y ARPANET pasa en parte a ser pública. En la década de los 90 se convertirá en Internet

Evolución de las redes en la empresa

  • Aparece la necesidad de intercambiar datos entre empleados. Se crean redes propietarias y exclusivas de cada empresa.
  • Nace la necesidad de comunicación entre empresas. Se crea un estándar de comunicación para que puedan intercambiar datos.
  • Aparece Modelo OSI (Open System Interconnect) como modelo teórico para el diseño y comprensión de las redes de comunicaciones. Como al final supone una difícil implementación, no resultó práctica su utilización y se recurre al modelo TCP/IP.
  • Se documenta el protocolo TCP/IP que ha estado funcionando desde los inicios de Internet y no estaba documentado oficialmente.
  • En 1990 aparece Internet y evoluciona hasta su estado actual.

TCP/IP se está utilizando para servicios de comunicación como:

  • HTTP, HTTPS
  • FTP
  • Correo
  • Chat
  • Streaming de vídeo y audio.
  • Juegos por Internet
  • VoIP
  • Portales de búsqueda
  • Redes Sociales

También hay redes empresariales privadas que utilizan VPN como canal de transmisión seguro para hacer transacciones de datos y económicas de manera segura.

Conexiones a Internet

Definiciones básicas (Velocidades de conexión):

  • Baudio: Es la unidad de velocidad que se utiliza en los MODEM telefónicos de las líneas de telefonía analógicas (RTB). Cada baudio es un cambio de nivel de datos en la línea de comunicaciones. Si el baudio lleva varios bits codificados con distintos niveles se denomina como un símbolo.
  • bps: Bit por segundo. Es la unidad que se utiliza para las transferencias de datos de las líneas de comunicaciones. Indica el número de "bits" por segundo que puede tranferir un sistema de comunicaciones. No confundir con "Bps" que son Bytes por segundo, es decir, grupos de 8 bits.

Conversión de bps a Bps:

La mayor parte de las transmisiones de datos en informática se hacen en serie, es decir que los bits se transmiten de uno en uno a cada vez, para luego utilizarlos en grupos de 8 bits dentro del ordenador. Es fácil confundir las velocidades de transmisión de "bps" (en bits) con las velocidades que representa el Sistema Operativo en las transferencias de archivos en "Bps" (en Bytes).

Este sistema se utiliza para las velocidades de transmisión de las líneas de Internet, dispositivos USB, buses SATA, placa base, etc.

Para convertir los bps a Bps basta con seguir los siguientes pasos:

1. Pasar los Mbps o Kbps a bps multiplicando por 1000 en cada paso (Mbps x1000 x1000) (Kbps x1000)

2. Convertir los bps a Bps dividiendo por 8 (Cada Byte son 8 bits).

3. Convertir los Bps a unidades mayores cuando se manejan cifras considerables (Mbps ÷1024 ÷1024) (KBps ÷1024)

Ejemplo:

Convertir la velocidad de una línea de Internet de fibra de 200Mbps a MBps:

1. Convertir a bps (Bits individuales): 200Mbps x 1000 x 1000 = 200.000.000 bps

2. Convertir a Bps (Bytes): 200.000.000 bps ÷ 8 =25.000.000 Bps

3. Convertir a MBps (Unidad más manejable): 25.000.000Bps ÷ 1024 ÷ 1024 = 23,84 MBps

Como se puede observar no aparenta lo mismo una transferencia de 200Mbps que 23,84MBps, que es la velocidad real de descarga que podremos ver en nuestro navegador de Internet en una descarga real. Puede llevar a confusión y creer que el proveedor de Internet nos está engañando, cuando no es verdad.

Tipos de conexiones a Internet disponibles en España:

  • Modem telefónico de 56K: Alcanza velocidades de descarga de hasta 56Kbps y 33Kbps de subida. Es interesante investigar que son las señales portadora y moduladora, junto con los sistemas de modulación AM, FM y PM para reforzar el concepto de MODEM.
  • RDSI: Red Digital de Servicios Integrados. Esta compuesto de canales tipo B para transferencia de datos de 64Kbps o llamadas telefónicas y canales tipo D de 16Kbps o 32Kbps para control de las propias líneas. Hay dos tipos de conexiones RDSI:
    • Conexion primaria, en Europa (E1) con 30 canales tipo B para datos y 1 D para señalización con una velocidad máxima de 2048Kbps y en EEUU y Japon (T1) con 13 canales tipo B para datos y 1 D para señalización con una velocidad máxima de 1544Kbps.
    • Conexión básica con dos canales tipo B y 1 tipo D con una velocidad máxima de 192Kbps.
  • ADSL: 8Mbps y ADSL2+ 24Mbps, estructura cableado ADSL. Modem USB vs Router (Ventajas Inconvenientes, Abrir puertos, Seguridad, Compartir línea)
  • FTTH: 50Mbps y mas
  • Cable modem: 2Mbps Con TV por cable
  • Satélite: 8Mbps
  • Telefonía móvil: GPRS(144kbps), EDGE(384kpbs), 3G(3Mbps), HSDPA(5,8Mbps-14Mbps), HSUPA(7,5Mbps), 4G(100-150Mbps) 4,5G(300Mbps)
  • PLC Por la red eléctrica 500Mbps o más.

Para ver como captan los clientes las compañías telefónicas ver el siguiente vídeo.

TIPOS Y TOPOLOGÍAS DE REDES INFORMÁTICAS

Concepto de red informática

Una red informática es el conjunto de elementos que hacen posible en intercambio de datos e información entre los equipos de usuario habituales y sus recursos asociados.

Sin una red informática no podríamos tener conexión a Internet y a servicios como Facebook, correo electrónico, whatsapp y similares. Tampoco se podrían intercambiar datos entre los distintos ordenadores de una sala informática.

Hay muchos tipos de redes informáticas. Las que conectan los equipos a través de cables y otras que lo hacen de manera inalámbrica.

Se puede decir que un dispositivo informático que no esté conectado a una red informática es un equipo que tiene limitadas sus posibilidades de trabajo en mas de un 90%.

En este punto se van a mostrar las distintas maneras de conectar los distintos equipos de una red informática.

Tipos de redes

Antes de todo se ha de hacer una distinción entre distintos tipos de redes. Basándose en su alcance se pueden clasificar como:

  • LAN: Local Area Network ó red de área local. Es una red que tiene un alcance desde unos metros hasta unos 2 kilómetros. Generalmente es propiedad de una empresa determinada o incluso puede ser la red de datos de una vivienda o pequeña oficina. El coste inicial así como el mantenimiento ha de ser costeado por el propietario.
  • MAN: Metropolitan Area Network. Red de área metropolitana. Esta red tiene un alcance de varios edificios dentro un área de unos pocos kilómetros. Es una red que utiliza recursos que no son propiedad de la propia empresa para conectar las distintas sedes de la compañía. Normalmente las líneas que utiliza para conectar los distintos edificios son alquiladas a distintos proveedores de comunicaciones. El resultado final es que aparentemente todos los edificios pertenecen a la misma red, la red LAN de la empresa. La realidad es que están conectados a través de una red MAN.
  • WAN: Wide Area Network. Red de área amplia. Esta es una red que une distintos elementos sin límite de distancia. Generalmente es propiedad de grandes compañías de telecomunicaciones como son en España Movistar, Ono, vodafone, ect. Éstos son los encargados de que las conexiones funcionen correctamente para que sus clientes, que tienen alquilados sus servicios, puedan tener conectividad las 24 horas del día.

En la siguiente imagen se pueden comparar los tipos de redes explicados.

Internet: Es conocida como la red de redes. Es una red que engloba a todos los dispositivos y redes que están interconectados entre sí a nivel mundial. Se puede decir que cualquier dispositivo que está conectado a Internet está disponible y alcanzable desde el resto de equipos. Solo los cortafuegos, antivirus y otros sistemas de seguridad pueden proteger a cada equipo individual del acceso desde el resto de equipos. El símbolo que representa a Internet en los esquemas de redes informáticas es una nube que está compuesta por una infinidad de equipos.

Topologías

Una topología es una manera de representar una red informática sobre un plano. Las topologías se pueden dividir las topologías en dos grandes grupos, topologías físicas y topologías lógicas.

Topologías físicas: Son aquellas que indican como están interconectados los cables de los dispositivos de una red.

  • Bus
  • Estrella
  • Estrella extendida
  • Anillo
  • FDDI
  • Malla
  • Celular (Móviles y wifi)

Topologías lógicas: Son aquellas que indican como fluyen internamente los datos de una red informática. Especifica el funcionamiento interno de la red.

  • CSMA/CD (Acceso Múltiple Detección Portadora / Detección Colisiones), también llamada en bus, ethernet o brodcast. Es una red no determinística.
  • Token Ring, Determinística
  • FDDI

Modos de transmisión

Dentro de las tecnologías de red hay tres modos de transmisión en función de la dirección hacia donde fluyan los datos. Son los siguientes modos:

  • Simplex: Solo se transmite en un sentido de comunicación.
  • SemiDuplex o HalfDuplex: Se puede transmitir en los dos sentidos de transmisión, pero solo en uno a cada vez. O se transmite o se recibe, pero no las dos cosas a la vez.
  • Duplex o FullDuplex: Se puede transmitir en los dos sentidos de transmisión a la vez. De esta manera se consigue el doble de flujo de datos para un mismo cable.

Otras definiciones

  • Ancho de banda: Es la velocidad de transmisión que puede alcanzar un cable o línea de transmisión. Se mide en Mbps
  • Tasa de transferencia: Es la velocidad de transmisión que está disponible en un momento determinado entre un transmisor y un receptor. Puede estar limitado por uno de ellos e incluso por un momento de congestión de la línea de comunicación.
  • Cuello de botella: Es cuando en una red hay un dispositivo o cable que funciona más lentamente que el resto de la red, provocando que la velocidad de las transmisiones se reduzca a la velocidad más lenta, impidiendo utilizar los recursos más rápidos de la red de manera correcta.