Breve Historia de las redes de computadoras
La
primera red informática surgió en la Guerra Fría
Arpanet fue creada durante la cortina de
hierro, y su objetivo principal era que la información militar de los Estados
Unidos no estuviera centralizada y pudiera estar disponible en punto del país
ante un eventual ataque ruso
Hace 40 años, científicos de UCLA, en
los Estados Unidos, conectaron dos computadoras usando un cable y vieron cómo
los datos fluían de una máquina a la otra. Ese fue el principio de Arpanet, la
red militar que es reconocida como la progenitora de lo que hoy se conoce como
Internet. Arpanet fue creada durante la Guerra Fría, y su objetivo
principal era que la información militar de los Estados Unidos no estuviera
centralizada y pudiera estar disponible desde cualquier punto del país ante un
eventual ataque ruso.
Sólo unos meses después de la primera
conexión, la red ya contaba con cuatro nodos remotos en otras instituciones
estadounidenses como el Instituto de Investigaciones de Standford y la
Universidad de Utah.
Cuando el primer sistema de
comunicaciones ya resultaba obsoleto, se creó el protocolo TCP/IP, que se sigue
utilizando hasta hoy, y que funciona como estándar dentro de las redes
informáticas.
Algunas sostienen que el protocolo
TCP/IP, cuya característica principal es poder compartir información entre
redes muy distintas entre sí, es la verdadera Internet.
En 1983, Paul Mockapetris y Jon Postel
crearon el sistema de nombres de dominio (DNS) y las denominaciones .com, .org,
y .gov, tan características de lo que hoy llamamos Internet.
La última etapa en el desarrollo fue la
creación de la World Wide Web, a cargo de Tim Berners-Lee, quien a principio de
los ’90 inventó el sistema de links, fundamental para el crecimiento de la red
de redes. Tim Berners no patentó su invento para no poner escollos comerciales
a la evolución de Internet. Su aporte fue reconocido recientemente, cuando fue
condecorado como caballero por la realeza británica y además fue elegido por la
revista Time como uno de los 20 pensadores más influyentes del siglo XX.
De todos modos, aunque no haya consenso
total sobre cuál fue el hecho que le dio origen a lo que hoy conocemos como
Internet, es indudable que aquella primera red Arpanet, que nació hace 35 años,
fue fundamental para el inicio de lo que hoy solemos llamar simplemente “La
Red”.
La historia de networking informática es
compleja. Participaron en ella muchas personas de todo el mundo a lo largo de
los últimos 35 años. Presentamos aquí una versión simplificada de la evolución
de la Internet. Los procesos de creación y comercialización son mucho más
complicados, pero es útil analizar el desarrollo fundamental.
Cronología
La historia se puede remontar a 1957 cuando los Estados
Unidos crearon la
Advaced Research Projects Agency ( ARPA), para la creación de un proyecto llamado
ARPANET.
En 1968 la universidad de
California gana la propuesta para el diseño del centro de gestión de red.
En 1969, es un año clave para
las redes de computadoras, ya que se construye la primera red de computadoras
de la historia.
La primera comunicación entre dos
computadoras se produce entre UCLA y Stanford el 20 de octubre de 1969
Denominada ARPANET, estaba compuesta por
cuatro nodos situados en UCLA (Universidad de California en los Angeles), SRI
(Stanford Research Institute), UCBS (Universidad de California de Santa
Bárbara, Los Angeles) y la
Universidad de UTA.
La misión de esta red era la de servir
de comunicación a los profesores y
alumnos de dicha universidad.
Ya en 1971 se
realiza un programa de e-mail para distribuir mensajes a usuarios
concretos a través de ARPANET.
En 1972 se elige el
popular @ como tecla de puntuación para la separación del nombre del usuario y
de la máquina donde estaba dicho usuario. Se realiza la primera demostración
pública de la ARPANET
con 40 computadoras. En esa misma demostración se realiza el primer chat.
En 1973 se produce la
primera conexión internacional de la ARPANET. Dicha conexión se realiza con el colegio
universitario de Londres (Inglaterra). En ese momento la ARPANET contaba ya con
2000 usuarios.
En 1975, Se prueban los
primeros enlaces vía satélite cruzando dos océanos ( desde Hawai a Inglaterra)
¿Qué es una red?
Podemos decir que se obtiene una red al conectar dos equipos entre sí a través de un medio físico (cable, líneas de teléfono, ondas de radio, satélite, etc.), de forma tal que puedan compartir datos.
Además de compartir periféricos que estén conectados a una de ellas, como por ejemplo: impresoras, escanners, etc.
De esta manera se define como red al conjunto de equipos y dispositivos conectados entre sí, y trabajo en red al concepto de compartir equipos y compartir recursos.
Los objetivos de la implementación de una red puede tener diferentes propósitos, algunos podrían ser los siguientes:
1) Lograr que todos sus programas datos y equipos estén disponibles para cualquiera que lo solicite, sin importar la localización física del recurso y del usuario (Compartir información y recursos).
2) Proporcionar una alta fiabilidad, al contar con fuentes alternativas de suministro. Es decir, que todos los archivos podrían duplicarse en dos o tres máquinas, de tal manera que si una de ellas no se encuentra disponible, podría utilizarse una de las otras copias. Igualmente la presencia de varios CPU significa que si una de ellas deja de funcionar, las otras pueden ser capaces de encargarse de su trabajo, aunque su rendimiento en general sea menor.
3) Ahorro económico debido a que los ordenadores pequeños tienen una mejor relación costo / rendimiento, en comparación con la que ofrece las máquinas grandes.
4) Proporcionar un poderoso medio de comunicación entre personas que se encuentran en lugares distantes entre sí (correo electrónico, debates en vivo, etc.).
5) Comunicación entre procesos (por ejemplo, entre equipos industriales).
6) Garantía de acceso único y universal a la información (bases de datos en red).
7) Videojuegos de varios jugadores.
Por lo tanto, las ventajas de instalar una red son múltiples, ya sea para un comercio o para uso particular.
Los componentes y su funcionamiento.
En cualquier red o sistema de comunicación podemos encontrar los siguientes elementos de funcionamiento:
El emisor, que genera una señal (petición u origen de la comunicación).
El codificador de esta señal, que prepara la comunicación para que pueda viajar por la línea.
La línea o medio de comunicación por donde viaja la información.
El decodificador de la señal, que recoge la señal y la vuelve a traducir para que el receptor la procese.
El receptor o elemento destinatario de la señal.
En las redes informáticas, los ordenadores (hosts) hacen el papel de emisores y receptores al mismo tiempo. La línea o canal por donde circula la comunicación es el medio físico por el que viajan los datos, ya sean cables o medios no guiados.
Los componentes de la red deben poseer interfaces que sean capaces de conectar los distintos dispositivos y elementos de la red y que preparen la señal para que viaje por el medio establecido: por ejemplo las tarjetas de red de los ordenadores o los módems.
Para que el emisor y receptor puedan comunicarse necesitan utilizar el mismo sistema de reglas, a este sistema se le llama protocolo, siendo el más utilizado para redes informáticas el protocolo TCP/IP, que es propio de la red internet.
¿Qué es un nodo?
Los componentes básicos son los mismos para una red chica y para una red grande. Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces.
Ejemplos de nodos tenemos los PCs, las estaciones de trabajo, los switches, los routers, las agendas electrónicas, etc.
Un nodo tiene capacidades de reconocer, procesar o enviar transmisiones a otro nodo. En una red, un nodo puede ser:
- un punto de conexión para transmisión de datos
- un punto de redistribución para transmisión de datos
- o un punto final de transmisión de datos.
TIPOS DE MEDIOS de TRANSMISION
TOPOLOGIAS DE LAS REDES:
¿Qué significa topología?
La topología es la descripción de algo en
términos de su distribución física.
O sea que
representa a la disposición de los diferentes componentes, indicando cómo están
diseñadas, presentadas o descriptas gráficamente.
Tipos de Topologías
De acuerdo con los tipos de
conexión podemos tener ciertas topologías comunes:
· Topología en bus.
· Topología en estrella.
· Topología en anillo.
·
Topología Tipo
Bus
Una red tipo bus
consiste en un cable de longitud continua que conecta dos o más dispositivos. La topología de bus es la manera más
simple y común en la que se puede organizar una red. Aquí todos los equipos
están conectados a la misma línea de transmisión mediante un cable,
generalmente coaxial. El cable de bus
debe terminar en una resistencia de terminación o terminador, que absorbe las
señales eléctricas de tal manera que no “reboten” o se reflejen hacia delante y
hacia atrás en el bus.
La ventaja de esta topología es su facilidad de
implementación y funcionamiento. Sin embargo, esta topología es altamente
vulnerable, ya que si una de las conexiones es defectuosa, esto afecta a toda
la red.
Transmisión de señales en una topología de bus
La señal viaja
en ambas direcciones desde el origen cuando éste transmite datos a través del
medio. Estas señales están disponibles para todos los dispositivos de la LAN.
Cuando la señal
alcanza el extremo del bus, el bus la absorbe. Esto evita que las señales reboten
y sean recibidas nuevamente por las estaciones de trabajo conectadas al bus.
Para garantizar
que solo una estación de trabajo realice transmisiones a la vez, la topología
de bus utiliza una detección de colisión, ya que si más de un nodo intenta
transmitir simultáneamente, se produce una colisión.
Cuando se
produce una colisión, los datos de cada dispositivo chocan entre sí (es decir,
los impulsos de tensión de los dispositivos se encuentran presentes en el cable
del bus) y como consecuencia se dañan los datos de ambos dispositivos.
El área de la
red dentro de la cual se originan y chocan los paquetes de datos se denomina
dominio de colisión, la tarjeta de interfaz de red (NIC) emite una
postergación. Debido a que se trata de un algoritmo, la duración de esta demora
de retransmisión forzada es diferente para todos los dispositivos de la red, lo
que reduce al mínimo la posibilidad de otra colisión.
Ø ¿Qué ventajas nos ofrece?
1. Requiere una mínima cantidad de cableado y es de las menos costosas.
2. Los nodos no dependen de otros para que el flujo de información continúe.
3. Pueden añadirse nuevas estaciones sin necesidad de reconfigurar la red.
4. Si un punto de la red falla o se interrumpe el cable en algún lado la red
puede seguir activa, con los elementos que están en la porción buena del cable
(reubicando el terminador).
Ø ¿Y las Desventajas?
1. La capacidad total de la red decrece a medida que aumenta el número de
estaciones.
2. Todos los elementos de la red deben competir por el acceso a la red.
·
Topología Tipo
Estrella
Una red tipo
estrella consiste en computadoras individuales conectadas a una red en un punto
central. Las redes de este tipo son las más comunes.
En las redes de
área local (LAN) basadas en la topología estrella, los medios de conexión van
desde un hub o switch (más adelante definiremos que son) central hacia cada uno
de los dispositivos conectados a la red. La disposición física de la topología
en estrella se asemeja a los rayos que salen del centro de una rueda.
En una topología
en estrella, todo el tráfico de la red atraviesa el hub. Los datos se envían
primero al hub, y luego el hub dirige los datos hacia la ruta del dispositivo
asociado con la dirección de destino que portan los datos.
Ø ¿Qué ventajas nos ofrece?
1. La colisión entre datos es imposible ya que cada estación tiene su propio
cable.
2. Permite mover, adicionar y
eliminar estaciones con relativa facilidad ya que solo se involucra un nodo
nuevo o uno a eliminar y un nodo central.4. Es posible lograr altas frecuencias de transferencia de datos (aunque esto depende de la maquina central).
5. Provee al administrador un alto grado de control en la red.
Ø ¿Y qué Desventajas?
1.
Una falla en el
dispositivo central puede incapacitar la red.
2.
El desempeño de
la red depende de la capacidad del elemento central para aceptar mensajes y
transmitirlos cuando sea necesario.
3.
Se requiere más
cableado que en una topología anillo o Bus
4.
Alto costo en el
momento de conectar terminales a largas distancias.
·
Topología Tipo
Anillo
Una red de tipo
anillo consiste en computadoras individuales conectadas a una única longitud de
cable dispuesto en forma de anillo.
La información
en una red de tipo anillo viaja en una sola dirección cuando la computadora
transfiere datos, los envía a la computadora contigua. Si una computadora
recibe información que no está dirigida a ella, esta la transfiere a la próxima
máquina colocada a lo largo del anillo. Este proceso se repite hasta que
alcance su destino.
Una red tipo
anillo es frecuentemente utilizada para conectar computadoras que están
ubicadas próximas las unas a las otras. Todas las máquinas deben estar unidas a
un solo anillo de cable, no existiendo un principio ni un fin en la red.
Expandir una red
tipo anillo puede ser más difícil que hacerlo con otro tipo de redes. Cuando se
agrega una computadora nueva, el cable debe romperse para conectar la máquina.
La red no podrá operar hasta que la computadora nueva esté conectada.
Ø ¿Y qué Desventajas?
1.
Si un nodo o
elemento de la red se detiene, toda la red podría dejar de funcionar.
2.
Cada nodo
adicional supone la parada del sistema y la reducción de prestaciones
(servicios).
3.
El retraso de
los mensajes aumenta a medida que se añaden más estaciones
4.
Es costosa y
delicada si no se cuenta con hardware adicional.
HARDWARE PARA REDES
EQUIPOS DE RED
- NIC (TARJETA DE RED)
- Hubs (Concentradores)
- Switches (Conmutadores)
- Router (Encaminadores)
- Modems
NIC (Tarjeta de red)
“Network Interface Card” (Tarjeta de interfaz de red)
La NIC es un tipo de tarjeta de expansión de la computadora y
proporciona un puerto en la parte trasera de la PC al cual se conecta el cable
de la red. Hoy en día cada vez son más los equipos que disponen de interfaz de
red, principalmente Ethernet, incorporadas.
ROUTER
En si mismo Un ROUTER es un dispositivo ideado para conectar 2 o más
REDES (pongo la palabra redes en mayúsculas para resaltarla), en el caso más
general, la primer red sería, la red de computadoras hogareñas y como segunda
red, LA INTERNET.
Trabaja a nivel de IPs es decir cada maquina debe tener una ip asignada
dentro del segmento para poder acceder al router y comunicarse con los distintos
equipos.
De este modo el router bifurca tu conexión a internet en los distintos
dispositivos de tu red hogareña, con lo cual compartís tu velocidad de UPLOAD y
DOWNLOAD con las demás maquinas.
HUB
Básicamente extiende la funcionalidad de la red (LAN) para que el
cableado pueda ser extendido a mayor distancia, es por esto que un
"Hub" puede ser considerado como una repetidora. El problema es que
el "Hub" transmite estos "Broadcasts" a todos los puertos
que contenga, es decir la información recorrera todos los puertos del
dispositivos,
Son equipos de redes que permite conectar entre sí otros equipos o
dispositivos retransmitiendo los paquetes de datos desde cualquiera de ellos
hacia todos los demás.
La variedad de tipos y características de estos equipos es muy grande.
Existen concentradores para todo tipo de medios físicos.
Han dejado de utilizarse por la gran cantidad de coliciones y tráfico
de red que producen. Esta situación ocurre cuando dos o más dispositivos
intentan enviar una señal a través de un mismo canal al mismo tiempo.
SWITCH
Este equipo trabaja a nivel de
MAC, esta MAC es la dirección física de cada una de las tarjetas de red así
como la propia de el switch que por lo regular no se puede cambiar cada MAC es única y viene en código
hexadecimal.
Llamado también Hub inteligente, es más veloz por no tener tanto
tráfico de red.
Tiene como función la interconexión de dos o más pc o segmentos de red
a la manera de un puente (bridge).
Este dispositivo de red permite
conectar distintas redes y fusionarlas, transmite los datos de un segmento a
otro según la dirección MAC de destino.
MODEMS
Son equipos que permiten a las computadoras comunicarse entre sí a
través de líneas telefónicas; modulación y demodulación de señales electrónicas
que pueden ser procesadas por computadoras. Los módems pueden ser externos (un
dispositivo de comunicación) o interno (dispositivo de comunicación interno o
tarjeta de circuitos que se inserta en una de las ranuras de expansión de la
computadora).
Comparativa entre las diferencias existentes entre un Modem o un Router (en concreto el caso de los Modem-Router).
En primer lugar ambos nos valen para conectarnos a Internet aunque
generalmente los proveedores de servicios de Internet nos dan un Modem de
forma gratuita y pagando cierta cantidad un Router por lo que ya
podemos suponer que es mejor.
- Para conectarnos a Internet, el Modem debe marcar una conexión la primera vez que se realiza una petición. Es decir no siempre está conectado a Internet. El Router siempre está conectado (mientras esté encendido).
- Un Modem funciona a través de un puerto USB y necesita unos drivers para funcionar.
- Un Router funciona mediante un cable Ethernet RJ45, muy parecido a los telefónicos pero más gruesos, y lo único que necesita es una tarjeta de red, integrada a día de hoy en la misma placa base.
- Un Modem consume muchos más recursos en comparación con el Router.
- Un Modem solo es para un PC. El Router suele venir con mas de una conexión. Lo mas normal es que permitan hasta cuatro conexiones directamente por cable.
- Un Router tiene dos direcciones IP: una dirección IP propia (pública) para realizar conexiones desde el exterior o Internet, y una dirección IP privada, a través de la cual acceden nuestros equipos (puerta de enlace).
- A cada ordenador que conectemos a un Router este le asigna una dirección IP diferente (DHCP), que son las que se denominan IP privadas, ya que desde el exterior no se pueden saber (en teoría). Suelen ser de la forma 192.168.*.* (ej. 192.168.1.15, 192.168.2.23, etc).
- Un Router puede venir con Wifi, con lo que podremos conectar equipos inalámbricos.
- Un Router es más seguro ya que suele venir con firewall integrado, que por defecto suele venir con todas las conexiones entrantes cerradas.
- Como inconveniente, decir que un Router es mas complicado de manejar o de cambiar la configuración por defecto.
- Los Router suelen tener una interfaz web para configurarlos a través de su IP privada, que debe ser la puerta de enlace de nuestro equipo.
A tener en cuenta estas comparaciones.
DIRECCIONES IP Y DIRECCIONES MAC
¿Que es una dirección IP?
Una dirección IP es una
etiqueta numérica (un “número”) que identifica, de manera lógica y jerárquica,
a una interfaz (elemento de comunicación/conexión) de un dispositivo
(habitualmente una computadora) dentro de una red que utilice
el protocolo IP
Ej.: 192.168.1.15
Protocolo IP (TCP/IP) Protocolo control de Transmisión / Protocolo
Internet.
Es un protocolo utilizado para transmitir datos (“paquetes”) por
internet.
Direcciones IP
TCP/IP utiliza un identificador denominado dirección internet o
dirección IP, cuya longitud es de 32 bites. La dirección IP identifica tanto a
la red a la que pertenece una computadora como a ella misma dentro de dicha
red.
ü
Direcciones
IPv4
ü
Las
direcciones IPv4 se expresan por un número binario de 32 bits, permitiendo un
espacio de direcciones de hasta 4.294.967.296 (232) direcciones
posibles
ü
Existe
la IPV6 actualmente.
También las podemos diferenciar entre Públicas y Privadas
l
IP Pública: Se denomina IP pública a aquella dirección IP que es visible desde
Internet. Suele ser la que tiene tu router o modem. Es la que da “la cara” a
Internet. Esta IP suele ser proporcionada por la empresa que te da acceso a
internet.
l
IP Privada: La dirección IP privada es aquella que
pertenece a una red privada. Suele ser la IP de la tarjeta de red de tu pc, de
una impresora de red, del router de tu red, etc.
También se clasifican entre Dinámicas y Estáticas.
La máscara de red le sirve al equipo para saber cuáles computadoras están dentro de su misma red. Dicho de otra forma, saber con cual rango de direcciones IP se puede comunicar directamente.Esto sirve básicamente para que el equipo pueda distinguir si es necesario usar o no usar una puerta de enlace (modem ó modem router) para comunicarse con otro equipo.
Por ejemplo si una máquina tiene la dirección 192.168.1.1 y una máscara 255.255.255.0 esto quiere que puede comunicarse directamente con todas las máquinas del tipo 192.168.1.X por ejemplo 192.168.1.2, 192.168.1.3 ... hasta 192.168.1.254
Si esa misma máquina necesitara comunicarse con otra que tenga una dirección digamos 10.2.2.2 entonces no podrá hacerlo de forma "directa" sino que tendrá que hacerlo a través de su gateway ( puerta de enlace ).
Cada máscara se divide en 2 partes.
También se clasifican entre Dinámicas y Estáticas.
¿Que es una dirección MAC?
MAC son las siglas de Media Access Control y se refiere al control de
acceso al medio físico.
¿Qué es esto?
O sea que la dirección MAC es una dirección física (también llamada
dirección hardware), porque identifica físicamente a un elemento del hardware:
insisto en que cada NIC viene de fábrica con un número MAC distinto. Windows la
menciona como Dirección del adaptador. Esto es lo que finalmente permite las
transmisiones de datos entre ordenadores de la red, puesto que cada ordenador
es reconocido mediante esa dirección MAC, de forma inequívoca.
Ej.: 00-50-BF-38-BA-0F
Para comprender las clases de direcciones IP, usted necesita entender que cada dirección IP consiste en 4 octetos de 8 bits cada uno. El valor del primer octeto es el que determina el tipo de clase. Observe la siguiente tabla para ver las diferentes clases.
Clases de IP y Máscaras de Red
Primero Recordemos:
“Las direcciones IPv4 se expresan por un número
binario de 32 bits, permitiendo un espacio de direcciones de hasta
4.294.967.296 (232) direcciones posibles. Las direcciones
IP se
pueden expresar como números decimales que dividen los 32 bits de la dirección
en cuatro octetos.”
Existen direcciones IP del Tipo:
A - B - C que son las mas comunes.
D – E son experimentales.
Normalmente la clase A es para redes muy grandes. El primer octeto para
la red los restantes para los Host.
Clase B para redes Medianas y Clases C para redes internas tipo LAN.
Para comprender las clases de direcciones IP, usted necesita entender que cada dirección IP consiste en 4 octetos de 8 bits cada uno. El valor del primer octeto es el que determina el tipo de clase. Observe la siguiente tabla para ver las diferentes clases.
La primera parte de cada número de 32 bit representa la red, y
las restantes partes se refieren a la computadora individual o los hosts.
Entonces simplificando
tenemos que:
Si el primer octeto está
entre 0 y 127 es del tipo A
Si el primer octeto está
entre 128 y 191 es del tipo B
Si el primer octeto está
entre 192 y 223 es del tipo C
A
su vez cada clase está asociada a una máscara de RED.
Máscara de red
“La máscara de red o redes es una combinación de bits que sirve para
delimitar el ámbito de una red de computadoras. Su función es indicar a los
dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, y qué parte
es la correspondiente al host.”
La máscara de red le sirve al equipo para saber cuáles computadoras están dentro de su misma red. Dicho de otra forma, saber con cual rango de direcciones IP se puede comunicar directamente.Esto sirve básicamente para que el equipo pueda distinguir si es necesario usar o no usar una puerta de enlace (modem ó modem router) para comunicarse con otro equipo.
Por ejemplo si una máquina tiene la dirección 192.168.1.1 y una máscara 255.255.255.0 esto quiere que puede comunicarse directamente con todas las máquinas del tipo 192.168.1.X por ejemplo 192.168.1.2, 192.168.1.3 ... hasta 192.168.1.254
Si esa misma máquina necesitara comunicarse con otra que tenga una dirección digamos 10.2.2.2 entonces no podrá hacerlo de forma "directa" sino que tendrá que hacerlo a través de su gateway ( puerta de enlace ).
Cada máscara se divide en 2 partes.
El Nº 255 indica la red
En nº 0 indican el Host
Mascaras
de RED.
Clase A: asociada a la máscara 255.0.0.0
Clase B: asociada a la máscara 255.255.0.0
Clase C: asociada a la máscara 255.255.255.0
Ejemplo Práctico: Entonces en una misma red Lan se usarían direcciónes
IP de clase C, cada Host (PC) tendrá una dirección de IP distinta pero toda la
red tendrá la misma mascara de Red.
