Redes informáticas

¿Quién puede vivir sin Internet? Hoy es imposible salir a la calle sin la asistencia de un teléfono que nos informe las cosas básicas para estar preparado para nuestra labor diaria. ¿Quién se atreve a esto? Nadie.

Por otra parte, qué cómodo es recibir todo lo que necesitamos en la palma de la mano sin siquiera hacer esfuerzo. En esto juegan un papel fundamental las redes informáticas. ¿Quieres saber de qué se trata?

Qué vas a encontrar aquí: Qué es una red informática?. Historia y evolución de las Redes Informáticas. Tipos de redes informáticas. Estructura de las redes informáticas. Topologías de redes informáticas. Protocolos de red. Servicios de una red informática. Seguridad en redes informáticas.

Qué es una red informática?

Aunque no lo sepas, accedes a las redes informáticas en todo momento, aun cuando creas que no lo estás haciendo.

¡Las redes informáticas son omnipresentes! Y hoy son parte inseparable de tu vida. ¿Cuántos minutos eres capaz de vivir sin estar conectado a Internet?

No sólo tú eres incapaz de hacer eso. Todos las necesitamos, en casa, en la calle y en las vacaciones. También pequeñas y grandes empresas. Sin las redes informáticas ellas no podrían comunicarse ni dentro ni fuera. Están perdidas.

Básicamente, una red informática es un conjunto de computadoras con sus periféricos de entrada y salida. Cada una de estas computadoras está conectados a los llamados routers, también conocidos como enrutadores.

Estas redes informáticas pueden ser tanto inalámbricas o estar conectadas a través de cables de conexión. Incluso pueden llegar a ser de tipo mixto, es decir una combinación de ambos tipos.

El rol fundamental de las redes informáticas es permitir que las computadoras y dispositivos conectados a ella puedan compartir recursos. De este modo, estos recursos estarán disponibles para todas las computadoras en la red.

Una red informática consta básicamente de estos elementos:

• Un equipo emisor
• Los equipos receptores
• El mensaje
• El hardware mediante el cual transmitir dicho mensaje
• Un protocolo que todo el hardware entienda

En este sentido, el protocolo más utilizado para redes informáticas es el llamado TCP/IP.

Si quieres profundizar más en este tema, te recomendamos que siguas leyendo el resto del post, que no tiene nada de desperdicio.

Historia y evolución de las Redes Informáticas

La historia de las redes informáticas ya tiene 50 años, y es mucho más compleja de lo que piensas.

En su desarrollo estuvieron implicados cientos de científicos e investigadores, que las llevaron desde una simple transmisión entre dos computadoras a una red informática global en la cual estamos conectados las 24 horas de día.

Podría decirse que la primera comunicación entre dos computadoras sucedió en el año 1965 cuando una computadora Lincoln TX2, y una computadora militar AN/FSQ-32, se comunicaron entre sí.

Sin embargo, no fue hasta el año 1969 en que estuvo todo listo para conformar la primera red informática de la historia, de la mano de ARPANET (Advanced Research Projects Agency Network).

El principal propósito era descentralizar los recursos de las fuerzas armadas de los Estados Unidos en caso de guerra.

Ya para principios de la década de 1970, ARPANET estaba conformada por unos 15 nodos y 23 computadoras. Estas se conectaban entre sí mediante la tecnología de conmutación de paquetes.

El siguiente paso importante para las redes informáticas fue la implementación en ARPANET del protocolo TCP/IP.

Con TCP/IP en marcha, no se tardó mucho en ampliar la red existente con instalaciones para uso militar y científico, y las décadas posteriores fueron testigos de muchos avances tecnológicos importantísimos.

Ya para el año 1983, y gracias al protocolo TCP/IP, la integración de varias redes y a todos los avances como el sistema de nombres de dominio DNS y los hipervínculos comenzó a construirse Internet tal como la conoces. ¡Gracias Tim Berners-Lee!

Tipos de redes informáticas

Para poder ofrecernos todos los servicios que tanto nos gustan, las redes deben adaptarse para cubrir todo tipo de necesidades, tanto empresariales como hogareñas.

Es por ello que las redes informáticas se deben dividir en varios tipos.

Uno de los tipos más importantes es la Red LAN (Local Area Network), o “Red de Area Local”, Estas se utilizan principalmente en entornos más pequeños como edificios, el hogar e instituciones y entidades gubernamentales y educativas.

Luego de la LAN, también tenemos la llamada Red WLAN (Wireless Local Network) o “Red de Area Local Inalámbrica”, la cual funciona de manera similar a LAN, pero que tiene una diferencia más que importante.

La red WLAN no requiere de cables para intercomunicar los equipos conectados a ella, ya que se conectan de manera inalámbrica, es decir mediante ondas de radio.

En la misma tesitura de conexión inalámbrica, tenemos la red de tipo WWAN (Wireless Local Area Network), también conocida como “Red Inalámbrica de Area Amplia”.

Esta es una red diseñada con el objetivo de ofrecer cobertura conectividad de red inalámbrica en áreas mucho más grandes que las que puede ofrecer WLAN.

Otro tipo muy usado de red informática es el conocido como Red WAN (Wide Area Network), que traducido al español significa “Red de Area Amplia”.

La red WAN es un tipo de red diseñado para poder interconectar varias redes LAN entre sí, lo que permite abarcar mucho más territorio. Incluso puede unir dos o más continentes.

También otro tipo de red informática muy utilizado en la actualidad es la llamada Red MAN (Metropolitan Area Network), que en español se traduce como “Red de Area Metropolitana”.

Este tipo de red puede llegar a cubrir más territorio que la red LAN, pero manteniendo la facilidad de uso de LAN.

Además de estas red, también tenemos disponibles la red de tipo SAN (Storage Area Network), también conocida como Red de Area de Almacenamiento.

Otro tipo es la red PAN (Personal Area Network), que en español significa “Red de Area Personal”.

Si quieres conocer más sobre tipos de redes: Tipos de redes informáticas. LAN, WAN, MAN, WLAN, WMAN, WWMAN, SAN, PAN.

Hay más diferencias entre tipo de redes?

Como viste, las redes se dividen en primera instancia por su cobertura, pero también existen otras diferencias importantes, relacionadas con su implementación.

La primera de ellas es según la utilización que se va a hacer de esa red.

• Un ejemplo de ellos son las redes compartidas, las cuales son aquellas redes a las cuales están conectados múltiples usuarios.
• Por el contrario también existen redes dedicas, las cuales básicamente son aquellas redes en las cuales se conectas dos usuarios específicos de modo exclusivo.
• También puedes encontrar diferentes tipos de redes divididas según la clase de acceso que se tenga a ellas, es decir el tipo de autenticación que se debe tener para poder conectarse.

En este grupo tienes las redes privadas, las cuales son redes utilizadas por empresas y usuarios que tienen una contraseña otorgada por un administrador para poder acceder a ellas.

Por otra parte, tienes las redes públicas. Como su nombre lo indica, no necesitas tener ningún tipo de autentificación para poder conectarte, es decir que son totalmente de uso libre para el público en general.

También es posible que algunas organizaciones privadas o empresas tengan una red privada y una red pública.

Redes cableadas y redes inalámbricas

Otro punto en el cual las redes informáticas se dividen es en el tipo de conexión que requieren para poder ser implementadas.

En este punto, pueden ser de tres tipos: Cableada, inalámbrica, y un híbrido entre los dos tipos, las cuales también se pueden diferenciar entre sí por sus propias características.

Red cableada

El primer tipo, las redes cableadas, es decir donde se usan cables para la interconexión, pueden ser de tres subtipos:

• Par trenzado: En este cableado los conductores internos van trenzados entre sí para evitar las interferencias.
• Cable coaxial: En este cableado los conductores de cobre están aislados dentro de una cobertura plástica dieléctrica rodeada de malla. Esta es para evitar interferencias.
• Fibra óptica: Este cableado está compuesto por filamentos de material dieléctrico, como vidrio o polímeros acrílicos. Esto le permite transmitir mucha información a gran distancia. Esto se logra mediante pulsos de luz a muy alta frecuencia.

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Red Inalámbrica

El segundo tipo las redes inalámbricas, donde se usa algún tipo de transmisión sin cables, pueden ser de tres subtipos:

• Microondas: Este es un sistema que permite la transmisión de la información y que puede alcanzar velocidades de hasta 0,6 Gbps.
• Infrarrojos: Este sistema se utiliza en aplicaciones entre dispositivos mediante el protocolo P2P.
• WiFi: El sistema más utilizado en nuestros días.

Si quieres saber más acerca de redes informáticas mediante WiFi, puedes encontrar más información pulsando sobre este enlace.

Estructura de las redes informáticas

A pesar de que el objetivo de las redes informáticas es siempre compartir información, lo cierto es su implementación varía mucho con lo que se necesite hacer.

En una red hogareña, sólo se compartirá Internet, una impresora y poco más.

En cambio, en una Intranet de una gran empresa, compuesta de miles de computadoras y dispositivos, con ramificaciones incluso a otras redes en otros países, se requiere de otro tipo de estructura.

Pero a pesar de la diferencia en tamaño o capacidad, existen variables que son comunes a las dos implementaciones:

• Tipo de conectividad
• Velocidad
• Seguridad

También cómo se implementarán estos factores siempre será determinado por la estructura de la red y las necesidades de la misma.

Esto significa que no importa el tamaño de la red o su complejidad, estas variables siempre han de tenerse en cuenta en el diseño de la red.

Asimismo comparten otros puntos comunes, a saber:

• En estas estructuras, básicamente las computadoras que conforman la red informática son estaciones de trabajo. Estas se comunican con otras estaciones de trabajo y finalmente con el servidor, en el caso de una red con más nodos.
• En el caso de las redes de las empresas, los servidores se ocupan de almacenar todos los datos y programas que los usuarios deben usar en sus tareas diarias. Además los servidores se ocupan de administrar la seguridad y el acceso a la red y a sus recursos.

Componentes de la red

En las redes informáticas podemos observar tres niveles diferentes de componentes:

• El software de aplicaciones: Se trata de software desarrollado para compartir información entre los diferentes usuarios de la red. También proporcionan el soporte necesario para compartir los recursos físicos de la red.
• El software de red: Se trata del conjunto de programas diseñados para establecer los protocolos para que todos los elementos de la red puedan comunicarse entre sí. Cumple con la función de ordenar y traducir los paquetes de información que se envían a todos los equipos.
• El hardware de red: Básicamente es todo aquel componente físico conectado a la red, como por ejemplo las computadoras, los routers, las unidades de almacenamiento y otros dispositivos, así como los cables y los adaptadores de red, hubs y switches.

Estos son los elementos básicos de una red informática.

Topologías de redes informáticas

Uno de las consideraciones más importantes a tener en cuenta a la hora de diseñar e implementar una red informática, es la topología de red que se debe aplicar para el caso particular.

Esto es muy importante, ya que este mecanismo definirá por completo como se comportarán todos los dispositivos conectados a la red.

Básicamente la topología de red es la forma en que deberán conectarse entre sí todas las computadoras de una red informática.

Estas topologías de dividen de varias formas, cada una de las cuales adaptada a un marco o escenario en particular, donde rendirá de la mejor manera posible.

A partir de este punto vas a conocer las topologías de red más importantes y cuáles son las características más importantes de las mismas.

Topología de estrella 

La topología de estrella es en nuestros días el tipo de conexionado de red más usado. Básicamente consiste en la interconexión de los diferentes nodos que conforman la red mediante un hub o switch. Con ello, todos los equipos de la red tienen su propio canal de transmisión.

En este caso, el hub o switch tiene la tarea de gestionar todo el tráfico de red, enviando el paquete de datos correcto al nodo correcto. El mejor ejemplo de topología de estrella que podemos mencionar no es otro que Ethernet con par trenzado.

Topología de malla

En este tipo de topología de red, todos los nodos que conforman la red están interconectados entre sí. Esto permite que cada computadora pueda intercambiar datos con otros equipos de forma paralela, siempre de manera independiente de los procesos que se estén llevando a cabo en ese momento.

Topología de árbol

Este es otro tipo de topología de red, cuya principal característica es haber sido diseñada con el objetivo de mejorar la gestión de las conexiones. De este modo se facilita la administración de la red a través del método de jerarquización de los nodos, pero sin la necesidad de contar con un nodo central.

Cabe destacar que en muchos aspectos, la topología de árbol es bastante similar a la topología de estrella.

Topología ad-hoc 

Este tipo de topología de red se encuentra directamente relacionada con las redes inalámbricas, puntualmente de las redes inalámbricas descentralizadas. En este tipo de topologías, el enrutador, switch o hub no es necesario, ya que todos los nodos que conforman la red Ad-hoc son capaces de comunicarse entre sí de forma directa.

En una configuración típica Ad-hoc, una de las computadoras de la red es utilizada como servidor, conectándose directamente mediante Ethernet, y es capaz de este modo de compartir el acceso a Internet con todas las demás PC.

Topología de anillo 

También conocida como “Token Ring”, este tipo de topología era muy utilizada en la década de 1980, pero fue reemplazada por Ethernet, mucho más capaz y flexible. En este tipo de tecnología, los paquetes de datos recorría todo el anillo.

Al contrario que en la topología de bus, el final del recorrido del paquete se encuentra conectado con el origen del mismo. Po lo tanto, el emisor y el receptor del paquete pueden eliminarlo una vez que este haya sido enviado y recibido.

Del mismo modo que la topología de red de bus, presentaba ciertos fallos. Uno de los principales era que si un nodo de la red dejaba de funcionar, el anillo se abría, perdiéndose de este modo muchas de las funcionalidades, ventajas y características de este tipo de implementación.

Topología de bus

La topología de bus se refiere a un tipo de conexionado en donde el servidor se encuentra al principio de la cadena y los restantes dispositivos se conectan al mismo y a las demás por medio de un único canal.

Esto plantea una serie de problemas muy importantes, siendo el primero de ellos que cuando una de las terminales envía un paquete, lo reciben todas las computadoras de la red. Pero sin dudas el más complicado ocurre cuando el canal falla, ya que ninguna de las terminales podrá enviar o recibir datos.

Por este motivo la topología de bus ya ha quedado obsoleta, siendo reemplazada por otras topologías mucho más complejas de implementar pero más efectivas.

Protocolos de red

Básicamente, un protocolo de red, también conocido como protocolo de comunicación, es un conjunto de estándares y normas que establecen cómo los diferentes elementos que conforman una red se comunicarán.

Si todos estos elementos “hablan” un mismo idioma, nos aseguraremos que la comunicación sea fluida, y que los datos enviados sean respetados tal cual fueron emitidos.

En este sentido, un protocolo de red contiene las instrucciones necesarias para que la conexión entre todos los dispositivos sea exitosa. Por ejemplo, establece cómo debe de realizarse la conexión física, así como la forma en que la comunicación debe comenzar y terminar.

Además, determina aspectos acerca de la seguridad de los paquetes de datos que circulan por la misma, como por ejemplo cómo actuar ante paquetes de datos corruptos.

Para qué sirve un protocolo de red?

Un protocolo de red tiene la función de establecer la semántica y la coordinación del intercambio de datos entre los distintos dispositivos que conforman la red.

Cabe destacar que algunos de estos protocolos permiten el funcionamiento de ciertos servicios importantes de Internet como el correo electrónico, como verás más adelante.

Los parámetros que se incluyen en los protocolos de red básicamente se pueden dividir en dos niveles, que se corresponden con cada capa de la conexión.

• Capa inferior: Para esta capa, donde se implementa todo lo relacionado con la conectividad, existen protocolos que determinan aspectos tales la frecuencia de las ondas de radio, en el caso que se trate de una red informática inalámbrica. También la ubicación y diseño de las conexiones cableadas, es decir cómo y con qué tipo de cables debe de ser implementada la red.
• Capa superior: Esta capa se ocupa de las aplicaciones de usuario, la que también cuenta con protocolos que determinan como las apps de red deben ser desarrolladas. Además determina el modo en que el usuario debe usar dichas herramientas para acceder a la red informática y conectarse a ella.

Ejemplos de protocolos de red

Los siguientes son los principales protocolos de red, que permiten que tu computadora se conecte con otra en el mismo espacio o con equipos y servicios alrededor del mundo a través de Internet.

• TPC/IP (Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet): Este es un conjunto de protocolos básicos de conexión a redes informáticas. Su función es permitir el tráfico de datos por una red de computadoras.
• UDP (User Datagram Protocol): Básicamente es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. La característica más relevante de este protocolo es que permite el envío de datagramas a través de la red sin necesidad de que previamente se haya establecido una conexión.
• TCP (Transmission Control Protocol): Este es uno de los protocolos que hacen que Internet funcione como lo conoces. Se utiliza para crear conexiones entre computadoras y diversos dispositivos con el fin de enviar paquetes de datos.
• SNMP (Protocolo simple de Administración de red): Se utiliza para la administración de redes informáticas de tipo TCP/IP, debido fundamentalmente a su facilidad de implementación y economía de recursos de hardware.
• DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host): Este es un servicio diseñado para facilitar la configuración de un host, una tarea complicada que es casi imposible de realizar de manera manual.

Servicios de una red informática

Básicamente, los servicios de red son un conjunto de tareas complementarias que funcionan sobre la infraestructura de la propia red. Estas le permiten al usuario conectado a la misma poder sacar todo el provecho de las ventajas que puede ofrecer una red informática.

En este sentido existen muchos tipos de servicios de red, los cuales pueden ser divididos en categorías como las que se listas a continuación.

Administración y configuración	Esta categoría de servicios nos brinda la posibilidad de relacionarnos con los aspectos claves de una red, como por ejemplo la configuración de sus parámetros, incluyendo permisos de acceso y demás.
Archivos	El sistema de archivos de una red es un sistema que nos permite almacenar grandes volúmenes de archivos en una red, brindando la posibilidad de que los archivos almacenados puedan ser accedidos desde cualquier terminal del mismo modo en que si fueran locales.
Impresión	Servicio que permite a las computadoras de la red compartir y utilizar impresoras independientemente de su ubicación.
Información	Este tipo de servicio permite que se puedan almacenar distintas bases de datos comunes con el fin de que los usuarios puedan consultarlas independientemente de su ubicación.
Comunicación	Uno de los servicios esenciales de cualquier red, ya que permite que los usuarios de una red se comuniquen entre sí mediante mensajes, que pueden ser de cualquier tipo. Uno de los servicios más comunes de este tipo es el correo electrónico.

Principales servicios de red

En la actualidad son muchos los servicios de red con los cuales puedes contar, divididos en diferentes categorías, como pudiste ver más arriba.

A continuación, los principales servicios y sus características principales:

SMTP (Simple Mail Transfer Protocol)

El correo electrónico está conformado básicamente por dos subsistemas, siendo el primero de ellos el agente de usuario y segundo el agente de transferencia de mensajes.

En este caso, el agente de usuario son los lectores de correo como por ejemplo Outlook o Thunderbird, que son capaces de aceptar múltiples comandos con el fin de poder enviar y recibir mensajes de correo.

El segundo de los actores es el agente de transferencia de mensajes, el cual es el encargado de retransmitir el mensaje generado por el agente de usuario entre los diferentes host, utilizando para ello protocolos como el protocolo de transferencia simple de correo electrónico o SMTP.

HTTP (Hypertext Transfer Protocol) 

Este es un protocolo cuyo propósito fundamental es el de recuperar información de las páginas web y llevar a cabo búsquedas indexadas que le permitan al usuario, a través de un navegador web, encontrar lo que busca de manera sencilla.

Protocolo de transferencia de archivos (FTP) 

Este protocolo permite compartir toda clase de archivos entre computadoras utilizando protocolos como TCP, el cual será el encargado de toda la gestión de carga y descarga de los archivos a compartir.

Domain Name System (DNS) 

Este protocolo es el encargado de traducir las complicadas series de números que suelen ser las direcciones IP en donde se encuentra nuestros sitios web o ubicaciones de red favoritos. Estos números se traducen en nombres sencillos que las personas seamos capaces de recordar.

Para poder llevar adelante su tarea, el servicio de DNS accede a una base de datos distribuida y jerárquica, la cual contiene información relacionada como el nombre u otros datos, de cada web o ubicación de la red.

Si quieres saber más acerca de los nombres de dominio, te sugerimos este enlace: ¿Qué es el DNS?

Seguridad en redes informáticas 

Actualmente, cuando hablamos de seguridad en las redes de computadoras, siempre hablamos de Internet. Esto es así debido a que en esta red se producen casi la totalidad de los ataques a nuestras computadoras.

En este contexto, tenemos varias posibles violaciones de seguridad a un sistema, o sea, varias amenazas, entre las cuales destacamos:

• Destrucción de información
• Modificación de la información
• Robo, remoción o pérdida de la información o los recursos
• Interrupción de servicios

Estas violaciones obviamente se traducirán en ataques, que pueden ejemplificarse en estos tipos:

• Personificación (enmascarada)
• DDos
• Replay
• Modificación
• Ingeniería social
• Rechazo o impedimento de un servicio

No cabe duda que la mayoría de las operaciones bancarias o comercia a través de Internet, pueden ser interceptadas. Por ello muchas empresas y usuarios adoptan políticas firmes de seguridad.

Estas políticas son un conjunto de reglas, leyes y prácticas de gestión que tienen como objetivo la protección de los datos que se mueven o almacenan en las computadoras y dispositivos.

Cabe destacar que estas normativas de seguridad pueden ser implementadas a través de variados mecanismos, como por ejemplo:

• Criptografía
• Firma digital
• Autenticación
• Control de acceso
• Rótulos de seguridad
• Detección, registro e informe de eventos
• Llenado de tráfico
• Control de ruteo

Con estas medidas, podemos complementar a los servicios básicos de protección de datos como antivirus y firewalls, que lamentablemente en la actualidad parecen no ser suficientes debido a la gran cantidad de ciberdelincuentes que transitan la red de redes.

Si quieres saber más acerca de este tema, te recomendamos el siguiente post: Seguridad informática.

Tarjetas de red

Las redes informáticas pueden darnos enormes ventajas, tanto en el ámbito profesional como en el hogareño.

Pero todo esto no sería posible sin la participación de una pequeña pieza de hardware llamada tarjeta de red.

Si quieres conocer la tecnología detrás de las tarjetas de red, pulsa en este enlace: Qué es una tarjeta de red? Tipos