Redes de Ordenadores

Definición

Una red de ordenadores es un conjunto de ordenadores y otros dispositivos interconectados entre sí, que permite compartir recursos (impresoras, discos duros, etc.) e información (programas y datos) entre ellos.

Ventajas

• Compartir periféricos como impresoras, plotters, módems, etc.
• Compartir información a través de bases de datos, archivos, etc.
• Eliminación de datos duplicados en ordenadores.
• Disponer de un control de usuarios más exhaustivo.
• Generar copias de seguridad más rápidas y seguras.
• Comunicación entre los usuarios de los ordenadores de la red.

Clasificación

Según la Zona Geográfica

• LAN (Local Area Network, Red de Área Local): Su extensión abarca como máximo un edificio. Cualquier aula de informática u oficina normalmente tiene una red de este tipo.
• MAN (Metropolitan Area Network, Red de Área Metropolitana): Su extensión abarca varios edificios de una misma ciudad. Por ejemplo, una red para todos los centros educativos de una localidad, o para todos los edificios de un campus. Los medios que usa pueden ser privados o públicos.
• WAN (Wide Area Network, Red de Área Amplia): Su extensión abarca localidades, provincias, países e incluso continentes distintos. Muchas WAN son construidas por organizaciones o empresas para su uso privado, otras son instaladas por los proveedores de internet para proveer conexión a sus clientes.

Según el Sistema Jerárquico

• Redes Cliente-Servidor: Redes en las que un ordenador controla y proporciona recursos, permisos y servicios a otros ordenadores.
• Redes Punto a Punto: Redes en las que todos los ordenadores tienen el mismo estatus en la red y deciden qué recursos y servicios dan al resto. Cada PC puede hacer de cliente o servidor.

Arquitectura y Dispositivos de Interconexión

Los elementos que forman parte de una red son los siguientes:

• Elementos a conectar a una red: Para tener una red es necesario disponer de los dispositivos que van a ser interconectados entre sí. Pueden ser ordenadores independientes, impresoras, elementos de almacenamiento masivo, webcams, etc.
• Medio: Es el canal a través del cual viaja la información de un dispositivo a otro. Puede ser una línea telefónica, un cableado privado o el aire usando radiofrecuencias (WIFI).
• Hardware de red: Dependiendo del medio que se use será necesario un hardware u otro. En cualquier caso, siempre son necesarios dos tipos de dispositivos:
  1. Dispositivos repetidores de señal: Se pueden considerar parte del cableado de la red. Su función es recibir la señal que llega de un dispositivo de la red y repetirla para todos los demás, o para aquellos a los que va destinado. Ejemplos son los hubs (cable), switches (cable), routers (cable e inalámbricos), puntos de acceso (cable e inalámbricos), etc.
  2. Adaptadores de red: Son parte del dispositivo a conectar y su función es conectar el dispositivo con el medio que transporta la información. Ejemplos son las tarjetas de red Ethernet (cable), las tarjetas de red Wifi (inalámbricas), etc.
• Software de red: Programas gracias a los cuales se puede utilizar el hardware de red. Por ejemplo, los controladores o drivers de los adaptadores de red que permiten el funcionamiento de éstos o los protocolos de red instalados en el sistema operativo que establecen unas reglas de comunicación estándares, como el TCP/IP, etc.

Redes Cableadas e Inalámbricas

Redes Cableadas

Estas redes están formadas por ordenadores o dispositivos conectados a un hub o switch Ethernet. Cada ordenador está conectado por un cable de par trenzado independiente. El cable tiene en ambos extremos conectores RJ-45, y se conecta por un lado a un puerto del hub o switch y por el otro a la tarjeta de red.

Redes Inalámbricas

En estas redes se sustituyen los cables por comunicaciones inalámbricas mediante radiofrecuencias. Para ello es necesario un punto de acceso que recoja la señal de todos los ordenadores y la repita, además de gestionar el tráfico de información. Todos los dispositivos deben tener una tarjeta de red inalámbrica o (WIFI), que en los ordenadores de escritorio puede ser interna (PCI) o externa (USB), y en los portátiles y resto de dispositivos suele ir integrada.

Redes Mixtas

Otra posible solución es combinar ambos tipos de conexión. Todos los puntos de acceso tienen un puerto RJ-45 para conectar mediante cable de par trenzado un ordenador. Igualmente, en vez de un ordenador se puede conectar un hub o switch y a partir de él más ordenadores mediante cable.

Protocolo de Red

Para que los dispositivos de una red puedan intercambiar información, es necesario además de una conexión física y un hardware, unas reglas que determinen cómo se debe enviar y recibir la información. Estas reglas están implementadas en los ordenadores en forma de los llamados protocolos. Los protocolos suelen estar incorporados en el sistema operativo y entre ambos se ocupan de las comunicaciones. Para ello es necesario identificar cada ordenador dentro de la red con un nombre diferente.

El protocolo más utilizado en redes se llama TCP/IP.

Los nombres de los dispositivos en una red que usa el protocolo TCP/IP se denominan direcciones IP. A la dirección IP le acompaña otro conjunto de números llamado máscara de subred.

Las direcciones IP de los dispositivos de una red se pueden asignar de manera estática (cada dispositivo tiene siempre la misma dirección en la red), o de manera dinámica. En Windows cada ordenador tiene un nombre.

Dirección de servidor DNS (Domain Name System) es la dirección IP del proveedor de internet. Es necesario conocer con qué proveedor tenemos o tiene la red contratados los servicios de acceso a Internet y por tanto colocar los DNS facilitados por el mismo.

Puerta de enlace es la dirección IP del router, switch u otro elemento enrutador de la red, por lo tanto, la puerta de enlace tendrá una dirección IP única en toda la red o subred.

Servicios: World Wide Web, E-mail, Voz y Vídeo

World Wide Web (WWW)

Las siglas WWW provienen de las palabras World Wide Web, algo que podría traducirse como trama o telaraña mundial. Éste es el sistema más utilizado para acceder a la información en Internet. Dicho sistema está formado por un conjunto de ordenadores conectados entre sí denominados servidores Web, que presentan las siguientes características:

• Para visitar uno de estos servidores o sitios Web (Web sites) se debe utilizar un programa navegador, como Netscape Navigator, Opera o Internet Explorer.
• Cuando se accede a un servidor Web, lo que aparece en pantalla es una página Web o documento de hipertexto.

La dirección URL es la forma de escribir la dirección de los distintos servidores de Internet.

E-mail

El correo electrónico (e-mail) es una de las herramientas más utilizadas de Internet. Las ventajas de este servicio son innumerables, constituyendo hoy en día uno de los mejores sistemas de comunicación. Si se utiliza el correo electrónico, es posible enviar y recibir mensajes que contengan texto, programas, ficheros multimedia y todo tipo de información que pueda ser digitalizada. Para enviar un mensaje de correo, es necesario conocer la dirección electrónica del destinatario. Una dirección de correo suele estar formada por el nombre o clave de usuario@nombre de dominio del servidor de correo.

Voz y Vídeo sobre IP

Voz y vídeo sobre IP (Protocolo de Internet) es un conjunto de recursos que hacen posible que la señal de voz y vídeo viaje a través de Internet empleando el protocolo IP. Esto significa que se envía la señal de voz y vídeo en forma digital, en paquetes de datos, en lugar de enviarla en forma analógica (línea telefónica convencional).

El tráfico de voz y vídeo sobre IP puede circular por cualquier red IP, incluyendo aquellas conectadas a Internet, como por ejemplo las LAN (redes de área local).

La mayor capacidad de las redes de ordenadores y de los equipos que la componen, así como su menor coste, ha hecho que se popularice el uso de tráfico multimedia. Actualmente es normal que las diferentes operadoras de telefonía ofrezcan lo que se suele llamar “triple play”, que designa el servicio de datos, voz y vídeo sobre redes IP.

Este servicio se ha popularizado en las redes privadas, siendo habitual que conviva la voz sobre IP (VoIP) con los datos en la misma red, debido a las ventajas en funcionalidad y reducción de costes que ofrece sobre la telefonía convencional.

Recientemente el servicio de vídeo se ha desarrollado notablemente, tanto a nivel particular como empresarial, y muy notablemente en centros de enseñanza donde aporta nuevas posibilidades docentes (enseñanza online).

La transmisión de vídeo y voz a través de una red IP convencional presenta una serie de retos, debido a las necesidades específicas de este tipo de tráfico, que fuerzan a que los elementos de red deban poseer ciertas características necesarias para el buen funcionamiento del servicio. Si esto es cierto en redes cableadas, lo es mucho más en redes WiFi puesto que en este último caso, el medio es compartido, no solo con interferencias y elementos externos, sino con el resto de los clientes.

Las necesidades del tráfico de voz sobre IP (VoIP) son análogas en la voz que en el vídeo, puesto que se trata de un servicio que no permite pérdida de información y que precisa de una temporización muy estricta.

La primera es que, aunque es necesario que se garantice un mínimo de velocidad de transmisión, esta velocidad será mucho menor que en el caso del vídeo.

La segunda diferencia a tener en cuenta es que la latencia es un parámetro importante para la voz. Si esta es alta, la red no será apta para conversaciones de voz, pues un retraso mínimo es percibido muy negativamente por los usuarios.

El tráfico de vídeo es más exigente. Con respecto a la transmisión de datos, este tipo de tráfico añade requerimientos extra, los cuales están motivados porque el vídeo ha de ser mostrado en el instante que corresponde.

El vídeo, dependiendo de la codificación y la calidad de la imagen, demandará una velocidad de transmisión mínima, que deberá ser soportado por la red para proporcionar un buen servicio. En caso de que la red no sea capaz de proporcionar esta velocidad, se perderá información provocando un vídeo de calidad deficiente, mostrándose los típicos píxeles, cortes de sonido o chasquidos. Si no existen mecanismos de corrección de errores, y estos solo suelen implementarse en proveedores de televisión dada su complejidad y coste, cada paquete perdido se traducirá en un error apreciable por el usuario.

La latencia mide el tiempo que tarda un paquete en viajar desde el origen del vídeo hasta el destino. No es muy importante en vídeo a no ser que se emita un evento en directo y la simultaneidad sea importante, como es el caso de eventos deportivos. Pero en la mayoría de los casos no es un parámetro crítico para el vídeo.

Ejemplos de aplicaciones para la transmisión de voz y vídeo por IP son WhatsApp (videollamadas), Google Meets, Google Hangouts, Zoom, etc.

Buscadores y Monitorización

Buscadores Web

Un buscador web o motor de búsqueda es un sistema informático que busca todo tipo de información (imágenes, vídeos, documentos, etc.) en la World Wide Web almacenándola en una enorme base de datos, para posteriormente dar al usuario la oportunidad de encontrar en Internet la información que necesitan de una forma rápida y sencilla mediante consultas de búsqueda.

Se pueden clasificar en dos tipos:

• Índices temáticos: Son sistemas de búsqueda por temas o categorías jerarquizados. Se trata de bases de datos de direcciones web elaboradas manualmente por personas que se encargan de asignar cada página web a una categoría o tema determinado. Ejemplos: Worder
• Motores de búsqueda: Son sistemas de búsqueda por palabras clave. Son bases de datos que incorporan automáticamente páginas web mediante robots o spiders (arañas) de búsqueda en la red. Cada cierto tiempo los motores revisan los sitios para actualizar sus bases de datos.

Monitorización de Red

La monitorización de red describe el uso de un programa que constantemente monitoriza una red de ordenadores en busca de componentes defectuosos o lentos, para luego informar a los administradores de dicha red mediante correo electrónico, mensajes u otro tipo de alarma del mal funcionamiento. Ejemplos: TCPDump, Op5, Wireshark, etc.