Internet y Redes

Conceptos básicos de Internet.

Internet es conocido y amado por todos (excepto para los desesperados padres que escuchan el  ” ya me quito del tuenti” de sus hijos ).Internet Es el área de mayor crecimiento en tecnología en este momento y esencial en la nueva revolución tecnológica ( la robótica ).

Internet  se puede definir como una red internacional de computadoras conectadas entre sí por cables.

Originalmente fue desarrollado por la agencia de defensa de los  EE.UU  para mejorar la comunicación entre sus equipos militares.

Si existe un cable de comunicación entre un centro de mando y una base, al cortar el cable, la base se queda aislada. El desarrollo de internet permitió que la  información  tomara caminos alternativos cuando una línea fallaba.

Desde entonces ha crecido hasta convertirse en lo que todos conocemos hoy en día.

Cliente y servidor.

La finalidad de  toda red informática es la de  compartir recursos.  Para ello, es necesario que un equipo actúe como demandante de información y otro como generador de la misma
•Un equipo trabaja como servidor cuando ofrece  un servicio. Cuando solicitamos conexión a Internet, nos conectamos con el servidor de Telefónica que nos permite obtener la información de la red.

En casa, si queremos que un equipo  actúe como servidor,  hay que configurarlo  para que se permita  compartir archivos y carpetas, impresoras,  conexión a Internet, etc.

•Un equipo se dice que  es cliente cuando aprovecha el servicio ofrecido por el servidor.

El cliente y el servidor son, básicamente,  dos ordenadores sólo que,  trabajando de forma diferente. Podemos poner un ejemplo con un camarero y un cliente. El cliente solicita un zumo y el camarero ( servidor ) se lo lleva. Los dos son seres humanos pero, uno solicita un servicio y el otro lo ofrece.

Para conectarse es necesario hardware y software especiales

1 .- La mayoría de las personas acceder a Internet mediante un PC conectado a una línea telefónica normal. Las computadoras están conectados a la  línea telefónica a través  de un router. El router recibe los datos del ordenador y los manda a otro ordenador de la empresa que nos facilita el acceso a Internet (ISP)

2 .-  Toda la información enviada desde el PC se realiza a través del ISP,  que recibe la solicitud de nuestro router y la manda al servidor que contiene la información.  Un ejemplo sería cuando se  solicita la  página de hoy.es , el isp recibe la solicitud, el isp lo manda al servidor donde esta alojado la página de hoy.es  y una vez recibida, el proceso se repite en sentido inverso.

3 .- Para  las tareas de solicitar información y mostrarla en la pantalla  se usa el navegador web, tipo Firefox, explore, opera, etc. Estos programas a veces  necesitan plugins – pequeños programas – antes de que puedan desempeñar ciertos tipos de archivos multimedia, como vídeos, por ejemplo.

La velocidad de acceso depende de tres factores

La velocidad de una conexión a Internet se mide en megabits por segundo – Mbps (es decir, la cantidad de datos transferidos por segundo).Tres cosas determinan la velocidad de acceso:
1) La Velocidad del router. Los que tenemos en casa suelen permitir conexiones de 10 Mb.  Ahora con las nuevas tecnologías,  esta velocidad está subiendo hasta los 100 Mbits por segundo.
2) La línea telefónica.  En algunos casos, la línea entre el hogar y el servidor de ISP es un cable de cobre  por lo que los datos  no viajan muy rápidos. En las grandes ciudades como Madrid o Barcelona, está muy extendido el uso de la  fibra óptica consiguiendo velocidades mucho mayores. En pequeñas ciudades ya se están instalando debido a las ventajas que luego veremos.
3) Distancia entre la central telefónica y el hogar. No es lo mismo vivir al lado de la central de telefónica que vivir en el campo. La distancia hace que algunos datos se pierdan por el camino debido a las interferencias  de otras señales cercanas al cable. Esto ocurre en el par de cobre, sin embargo la fibra óptica no tiene este problema.
4) El volumen de tráfico: Cuanta más usuarios haya conectados a  Internet, más lenta es la velocidad de acceso. En España, los lunes eran terribles para el tráfico de Internet.

Tipos de redes de ordenadores.  En base a su extensión

  Si nos fijamos en lo grande que pueden ser, las redes se clasifican en Redes LAN ( Local Area Network ). Son redes de ámbito doméstico. Las que tenemos casi todos en casa
Redes MAN ( Metropolitan Area Network ). Son redes que se extienden a nivel de la ciudad, por ejemplo la que puede tener un ayuntamiento pequeño que ofrezca servicios de Internet a sus ciudadanos.
Redes WAN ( Wide Area Network ). Es la más extensa de todas y el más claro ejemplo es Internet.

Tipos de redes de ordenadores.  En base a su conexión

  Si ahora tenemos en cuenta la forma de transmitir los datos,  las redes se clasifican en
Redes  de Cable . Son redes  cuya conexión de los equipos se realiza por un cable de cobre o fibra óptica
Redes WIFI , 3G y 4G . En este caso, las ondas de alta frecuencia conectan los dispositivos ( router wifi o módem y el ordenador. Tienen protocolos de seguridad para evitar que la conexión sea accesible por terceros

cable redREDES DE CABLES

Está  formado por 4 pares de  cobre por el que circulan los datos dentro de la red. Se conectan con una clavija RJ45
Ventajas: Económico, fácil de instalar y seguro.
Inconvenientes: Problemas de ruidos ( señales externas que perturben la señal ), no puede extenderse mas de 100 metros y límite en el ancho de banda. La velocidad en este tipo de red es inferior a la del cable dentro de un mismo sistema.
tarjeta de red
La tarjeta de red ( ver imagen  derecha ) es la
encargada de tratar los datos desde el router al PC. fibra optica
Fibra óptica. Sobre un hilo de fibra se puede transmitir millones de datos por segundo (100MBits ) lo que la hace idónea para servicios multimedia. Es muy segura y no le afectan las perturbaciones externas. Es mas cara que el cobre y tan segura como éste.

 Redes wifi

módem router wifiA la izquierda se muestra un router con WIFI. A veces tienen dos antenas, usando una para recibir datos y otra para mandarlos.Ventajas:  Más económico que el cable, muy  fácil de instalar y evita obras en la vivienda
Inconvenientes: El router WIFI no debe estar muy lejos de los equipos ( si hay muros entre ellos, la señal va perdiendo potencia ). La seguridad no es buena porque aunque tengan sistemas de seguridad WEP o WAP, suelen ser vulnerables a ataques.
Un sistema para aumentar la protección es por el filtro MAC.
La dirección MAC  (de media access control ) o dirección física,  es un identificador que corresponde de forma única a un dispositivo de red. Suelen tener la forma 00:56:98:A2:C7:5D , esto es, viene en grupo de 6 parejas exadecimales  ( desde el 0 hasta la F )
Si nuestra tarjeta WIFI tiene esta MAC  y configuramos en el router que sólo esta MAC tenga servicio, el router solo se va a comunicar con la tarjeta WIFI de nuestro ordenador
módem 3gMÓDEM 3G y 4G A la izquierda se representa un modem 3G encargado de conectar un equipo con la red 3G de la empresa de telefonía móvil. Se conecta por el puerto USB y hay que introducir la tarjeta SIM para establecer la conexión.
Ventajas:

  • Movilidad total  ( ver cobertura ).
  • Velocidades de conexión en aumento con precios cada vez menores.
  • Muy  fácil de instalar porque suele venir con un software en el mismo dispositivo

Inconvenientes:

  1. Cobertura limitada. Dependiendo de la zona,  la velocidad puede disminuir de forma considerable.
  2. Baja velocidad si el portátil está en movimiento  ( viajes en coche ).
  3. No orientado a descarga.  Por ahora, estos servicios están mas orientados a consultas de páginas, ver  que a la descarga de datos, ya que suelen poner un límite de descarga de 1 a 5 GB al mes ( a fecha de hoy )
  4.  Elevada * latencia respecto al ADSL. La latencia puede ser determinante para  aplicaciones como  juegos en línea.
  5.  Elevada Tasa de Absorción Específica (**SAR). SAR  es  una medida de la potencia máxima con que un campo electromagnético  es absorbido por el tejido vivo. Es conveniente alejar el “pincho” del ordenador y usar el cable que suele venir en el KIT
    * Se denomina latencia a la suma de retardos temporales dentro de una red

** Un teléfono móvil emite tanta potencia como sea necesaria para alcanzar la base ( antena) y por tanto depende de la cobertura de ese dispositivo en una zona concreta. Si tenemos suerte de vivir cerca de la estación base ( no demasiado cerca ) , la potencia con la que emite el móvil será menor. Esto resulta beneficioso para nuestro organismo porque el móvil emite menos radiación

Por ejemplo, para la  GSM,  la potencia máxima puntual es de 2 vatios. La potencia oscila entre los 0,25 vatios y la potencia máxima.
La potencia que emite el teléfono móvil la controla la estación base, gracias al sistema de control de potencia. De esta forma, la base informa al móvil con un cierto protocolo de la potencia que tiene que emitir para que la comunicación sea la adecuada

Hay que tener en cuenta la cobertura particular de cada domicilio en 3G y 4G debido a la disposición de las antenas en la localidad donde vivimos. A fecha de Abril de 2014, la cobertura que tiene 4 G ( las velocidades máximas de transmisión de datos puede alcanzar los 100Mbit/s)  están centrada en algunas ciudades importantes.

Ampliamos nuestra red

tarjeta de redLa red más básica es el router conectado a la tarjeta de red red  ( a la izquierda ) . Esto está bien, pero que pasa si necesitamos ampliar nuestra red.

Los router suelen traer 4 puertos y por tanto tenemos hasta 4 dispositivos mas para conectar, aparte de los que se conecten por WIFI.
En las empresas e instituciones es necesario disponer de redes locales que puedan conectar varios equipos. Para ello se requieren alguno de los componentes que vamos a ver 

 Ampliando la red
concentrador de 4 puertos conmutador
Un hub   o concentrador  permite ampliar la red del sistema.  La forma de trabajar es la siguiente:Dicho dispositivo recibe una señal del ordenador y la manda repetida por  los  puertos que tiene. Cuando la recibe hace lo mismo, o sea introduce por en un solo puerto ( el que va al equipo principal ) toda la información de los puertos de salida, algo así como concentrar en un solo cable lo que recibe de 4, de ahí el nombre de concentrador En el caso del switch o  Conmutador, la función es  muy similar al hub, pero este va un poco más allá, actuando de forma que  la señal no se repite por todos los cables sino sólo por los interesados. Ejemplo: Si desde un ordenador  (B23 )  se solicita un servicio al conmutador, este lo recibe y lo manda al ordenador principal. El ordenador principal manda la información al Conmutador y éste solo lo envía por el puerto B23 para que lo reciba ese ordenador.

Ventaja del uso de las redes:
1) Periféricos tales como impresoras se pueden compartir entre varios usuarios.
2) Los terminales son mas baratos
3) El software puede ser compartido entre los diferentes usuarios.
4) La comunicación a través de la red es más barata y rápida comparada con otros sistemas ( papel, información verbal  de compañero a compañero, etc )
Desventajas del uso de redes
1) El cableado puede ser costoso de instalar y sustituir.
2) Un error en el servidor provocará que toda la red de trabajo se caiga.
3) Las medidas de seguridad son necesarias para restringir el acceso a la red.

Topología de las redes

1º Topología de estrella

topologia estrellaA la hora de conectar varios terminales, una de las topología mas populares es la  red en estrella, donde  las estaciones están conectadas a un punto central. Todos los datos van a pasar necesariamente a través del punto central.
Se suele utilizar  para redes locales.
El nodo central  se suele posicionar el  conmutador , por el que pasan todos los paquetes de usuarios.

topologia bus1º Topología de bus

Esta red tienen un único canal de comunicaciones para los datos (denominado bus) al cual se conectan las estaciones de trabajo. Todos  los dispositivos comparten al misma línea para comunicarse entre sí.
Tiene la ventaja de su Simplicidad en la arquitectura. Sin embargo, todos los  equipos dependen  de la calidad de la señal. Si el cable se rompe, todos los equipos que están detrás del servidor se quedan sin conexión, además de ser una red que ocupa mucho espacio.

TCP/IP

Divide  y vencerás. Esta es la filosofía de  Internet. Si  quieres  enviar alguna información de un lugar en el mundo de otra muy lejos, ¿cuál es la mejor manera?
Si envía toda la información a lo largo de un solo camino, ¿qué pasará si una parte se pierde? Vamos a tener que empezar de nuevo …
Si quiero mandar la torre Eifel desde París a Nueva York, la puedo mandar en un barco y listo. Si el barco pasa por el triangulo de las bermudas, ya sabemos que los extraterrestres no la van a quitar…  Uff que problema mon amie…
Pero podemos hacer otra cosa. Desmontamos la torre y la mandamos en diferentes barcos por todo el mundo y por diversas rutas. Si al final, el barco de las bermudas desaparece, perderemos algún tornillo que otro. ( ¿ Para qué querrán los extraterrestres un tornillo ?
La solución es que al llegar a Nueva York y ver que falta un tornillo, le mandamos uno nuevo y listo
Así funciona Internet, troceando la información y mandándolo por lugares diferentes. Para ello se usa  el protocolo TCP / IP o (Transmission Control Protocol / Internet Protocol).
Si  estamos  delante de nuestro equipo  ( cliente )  e iniciamos  el navegador (un programa cliente) solicitando  información, por ejemplo, su página web  de deportes que se encuentra en cliente-servidorun equipo remoto (un servidor),  damos lugar a  interacción cliente-servidor . Así, el navegador solicita la información a nuestro ISP y éste localiza donde está el servidor  de la página web.
El servidor comprueba su solicitud y trata de localizar el archivo HTML en su disco duro. Una vez localizado, el servidor envía la información al ISP y éste a nuestro PC.
Para hacer esto posible, es necesario “hablar el mismo idioma”, esto es el  TCP / IP.
El servidor se puede encontrar miles de kilómetros de su lugar de trabajo.
TCP / IP es necesario para transferir archivos o datos de un ordenador a otro y reúne todos los criterios para que dos máquinas puedan comunicarse. Normalmente, el cliente es el navegador (Firefox, Opera, explorar) y el servidor es un programa que se ejecuta en un equipo remoto.
El equipo que tiene el programa cliente se llama la máquina del cliente y el equipo que tiene el programa de servicio que se llama la máquina del servidor
puzlle comparasion
-> Vamos a poner un nuevo ejemplo con la intención de simplificar el proceso
Si tengo una pieza del rompecabezas 10000 y quiero enviar a Tokio, mi amigo TCP empaqueta  todo en varios sobres, así que probablemente necesitará unos 325 sellos. Ahora mi amigo IP llevará a todos ellos a  agencias de transporte como UPS, SEUR,  la oficina de correos, etc . Cada empresa tiene sus propias rutas por lo que cada sobre deberá tomar un camino diferente de mi casa a Tokio. カルロス (así se llama mi amigo en Tokio) tiene otro amigo IP que recoger todos los sobres, a continuación, se entrega a otro  amigo japonés TCP  que va a  construir  el puzzle según las instrucciones.
Esto está muy simplificado pero esta es la idea.

  • • TCP / IP es un programa de dos capas. TCP (capa superior), dirige la organización de un archivo en paquetes más pequeños (piezas del rompecabezas) que se transmiten a través de la red y recibidos por una capa TCP (en el servidor) que vuelve a ensamblar los paquetes en el archivo principal. La capa inferior, IP, se encarga de la parte de dirección de cada paquete (agencias de transporte) para que llegue al destino correcto. Cada equipo de puerta de enlace (situados por toda  la red) comprueba esta dirección para ver a donde enviar el archivo (un mensaje, foto, video, mp3, etc) . Si es para él, se lo queda. Si no, lo reenvía a otra puerta de enlace  próximo al destino final. Todos al llegar al destino, será encajados en el destino (el servidor).
  • • Oh, me olvidé de mencionar algo. Tengo una dirección postal en Villanueva y mi amigo en Japón tiene una dirección postal en Tokio, por lo que se identifican en la red postal. Al igual que en la comparación, cada máquina de  Internet tiene un número único de identificación. Se le llama dirección IP  y tienen la forma: 215.56.55.154
    • IP-> protocolo IP  no es lo mismo que  dirección IP, aunque el protocolo se basa en las direcciones
    • Todos sabemos que las máquinas trabajan con 0 y 1 (¿Te acuerdas de la Matrix?). Así que la ip está en código binario:
    • 215.56.55.154 == 11010111.00111000.00110111.10011010
    • Si  tenemos en cuenta que cada grupo de números puede llegar hasta el 256, tenemos que el número de direcciones posible es
  • 256 Elevado a la 4ª = 4294967296 direcciones posibles
  •  Más de 4 mil millones.  ¿Crees  que 4300 millones IPs son suficientes?.  Si se suman todas las máquinas conectadas a Internet, los usuarios, sitios web, fax, sistemas de control, sistemas de telecomunicaciones, móviles wifi, etc, probablemente, 4,3 mil millones no es mucho, pero  esto no es del todo cierto
  • Nuestro IES  tiene cerca de 300 computadoras, pero no  tiene 300 Ips. Si un alumno se encuentre navegando en Internet, su solicitud se envía al  módem-router que cambia la IP de ese ordenador por la  IP externa que sale del centro. Luego, una vez que el módem recibe la información de ese ordenador, cambia la IP externa por la IP interna  de ese ordenador y la información se envía al alumno. Ver la siguiente figura
    IP interna y externa

Por tanto ya hemos visto dos tipos de IP que son
IP Privada, son las direcciones propia de nuestros equipos dentro de la red
IP Pública es la dirección IP que sale de la red local a Internet
Máscara de subred
Mediante la máscara de red, el ordenador ( por medio del router…)  va a saber si   tiene que mandar  los datos dentro o fuera de nuestra  red.
Ejemplo:  si  nuestro  router tiene  asignada la dirección IP 192.168.1.1  ( como casi siempre ocurre ) con  máscara de red 255.255.255.0, se considera que  toda la información  enviada a una  IP que empiece por 192.168.1 va dirigida a la red local. Si el inicio de la Ip es diferente,  va  para afuera ( la misma Internet u otra red local ).
En el caso de una súper-red con muchas IP asignadas, supongamos que su rango varía desde la 20.0.0.0 hasta la 20.255.255.255. En este caso, la  máscara de red sería: 255.0.0.0.
Como una máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia sonlos siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254 y 255.

Servidores DNS

Veremos primero un caso de la vida real para poder entender un poco mejor la función que tiene el servidor DNS.

Tossing Phone

Si vamos a una ciudad y queremos visitar a un amigo, del cual sabernos su nombre completo pero no su teléfono, vamos a una cabina , tomamos el auricular y gritamos “Manuel García Cifuentes”. Ya sabemos la respuesta que vamos a tener.

Lo correcto sería tomar la guía de teléfonos, buscar el nombre, localizar el número que le corresponde y marcarlo. ya vamos por el buen camino . Pues eso justamente es lo que va a hacer el servidor DNS.

Cada equipo tiene su propia dirección IP  y los dominios como www.tecnologia-informatica.es están alojados en servidores con su IP. En el navegador escribimos el dominio y no la IP. ¿ Que ocurre entonces ? . ¿ Como se sabe que un dominio esta en una determinada IP ?. ¿ Que pasa si quiero cambiar de servidor y quiero que mi dominio se aloje en otra empresa ?

La respuesta a estas preguntas está en el servidor DNS. No son mas que ordenadores repartidos por todo el mundo que traducen texto a Ip, de forma que www.tecnologia-informatica.es  lo traduce a la IP 87.98.231.19
– ¿Cómo saber la IP ? . -> En inicio , escribir  cmd. Se abre la consola ( pequeña pantalla negra ) y escribir ping y el nombre de dominio, en este caso ping www.tecnologia-informatica.es
En la siguiente pantalla se muestra la ventana con el ping a la web de youtube
cmd ping
A la pregunta, ¿ qué pasa si cambio de empresa y me llevo mi dominio a otro sitio ?. En este caso, se realiza la transferencia del dominio por parte de la nueva empresa y ésta a su vez hace la propagación del dominio, o sea, manda una orden a todos los servidores DNS para que se tenga en cuenta la nueva IP del dominio. Ya no será 87.98.231.19 sino la IP del servidor de la nueva empresa. Este proceso suele tardar de 24 a 48 horas.

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