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REDES INFORMÁTICAS

ÍNDICE1. Definición y elementos de una red

informática

2. Tipos de redes

3. Dispositivos físicos de red

4. Redes inalámbricas Wifi

5. Configuración del protocolo TCP/IP

1. Definición y elementos de una red informática

• 1.1 Definición• 1.2 Elementos

1.1 DEFINICIÓNUna red informática es el conjunto de ordenadores y dispositivos electrónicos conectados entre sí, cuya finalidad es compartir recursos, información y servicios

Recurso → P.e. impresora, fax …Información → P.e. archivo texto, vídeos …Servicios → P.e. Internet

1.2 ELEMENTOSUna red está compuesta por un conjunto de elementos HW y SW:

• Servidor• Estaciones de trabajo o nodos• Equipos de interconexión• Medios de interconexión• Tarjeta de red• SO de red• Protocolos

SERVIDOR

Ordenador encargado de administrar la red y gestionar los recursos, información y servicios compartidos

ESTACIONES DE TRABAJO O NODOS

Ordenadores y otros dispositivos electrónicos (impresoras, teléfonos móviles, PDAs, PSP, Nintendo…)

Hubs, switches, routers…

EQUIPOS DE INTERCONEXIÓN

MEDIOS DE INTERCONEXIÓN

Cable y ondas electromagnéticas

TARJETA DE RED

El servidor y los nodos deben tener instalada o integrada esta tarjeta para poder comunicarse entre ellos

SO DE RED

Debe estar instalado en el servidor (p.e. Windows Server)

PROTOCOLOS

Conjunto de normas que regulan la transmisión y recepción de datos dentro de la red (TCP/IP , Ethernet, Bluetooth, Wifi, Wimax…)

2.Tipos de redes

2. Tipos de redes

2.1 Según el medio físico

2.2 Según su tamaño o cobertura

2.3 Según la topología de red

2.1 SEGÚN EL MEDIO FÍSICO

• Red alámbrica• Red inalámbrica• Red mixta

2.1 SEGÚN EL MEDIO FÍSICO

• Red alámbrica

Cable (Par trenzado, coaxial o fibra óptica)• Red inalámbrica

Ondas electromagnéticas (Tecnología Bluetooth, Wifi, Wimax…)

• Red mixta

Unas áreas por cable y otras por ondas

2.2 SEGÚN SU TAMAÑO O COBERTURA

•PAN•LAN•MAN•WAN•VLAN•WPAN, WLAN, WMAN, WWAN

PAN (Personal Area Network) o red de área personal: Está conformada por dispositivos utilizados por una sola persona. Tiene un rango de alcance de unos pocos metros. WPAN (Wireless Personal Area Network) o red inalámbrica de área personal: es una red PAN que utiliza tecnologías inalámbricas como medio.

LAN (Local Área Network) o red de área local: Es una red cuyo rango de alcance se limita a un área relativamente pequeña, como una habitación, un edificio, un avión, etc. No integra medios de uso público.

WLAN (Wireless Local Área Network) o red de área local inalámbrica: Es una red LAN que emplea medios inalámbricos de comunicación. Es una configuración muy utilizada por su escalabilidad y porque no requiere instalación de cables.

CAN (Campus Area Network) o red de área de campus: Es una red de dispositivos de alta velocidad que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, una base militar, etc. No utiliza medios públicos.

MAN (Metropolitan Área Network) o red de área metropolitana: Es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica más extensa que un campus, pero aun así, limitada.

WAN (Wide Área Network) o red de área amplia: Se extiende sobre un área geográfica extensa empleando medios de comunicación poco habituales, como satélites, cables interoceánicos, fibra óptica, etc. Utiliza medios públicos.

VLAN: Es un tipo de red LAN lógica o virtual, montada sobre una red física, con el fin de incrementar la seguridad y el rendimiento. En casos especiales, gracias al protocolo 802.11Q (también llamado QinQ), es posible montar redes virtuales sobre redes WAN. Es importante no confundir esta implementación con la tecnología VPN.

WPAN, WLAN, WMAN, WWAN

Estos términos hacen referencia a los anteriores tipos de redes cuando éstas son inalámbricas (Wireless)

2.3 SEGÚN LA TOPOLOGÍA DE RED

•Red en bus o lineal•Red en anillo•Red en estrella•Red en árbol o jerárquica•Red en malla

Topologías

RED EN BUS O LINEAL

Utiliza un cable central con derivaciones a los nodos

RED EN BUS O LINEAL

•La información emitida llega por el cable central a todos los nodos, por lo que acumula mucho tráfico.•Si un nodo falla no afecta a la red.•Una ruptura en el cable central provoca la pérdida de la red.•Es la más sencilla y económica

RED EN ANILLO Todos los nodos se conectan formando un anillo

RED EN ANILLO •La información circula en un solo sentido y es analizada por cada nodo.

•Si un nodo falla se pierde la red.

•Una ruptura en el anillo provoca la pérdida de la red, lo que puede solucionarse utilizando un doble anillo.

RED EN ESTRELLA

Todos los nodos están conectados a un concentrador o a un conmutador.

RED EN ESTRELLA •Si la información emitida llega a un concentrador (Hub), éste la envía a todos los nodos, incluido el emisor. Si la información emitida llega a uno conmutador (Switch), éste es más inteligente y la envía sólo al nodo destinatario. Por tanto es preferible utilizar un conmutador.

•Si un nodo falla no afecta a la red.

•Si el conmutador falla se pierde la red.

RED EN ESTRELLA Extendida

Red en estrella extendida

La topología en estrella extendida se desarrolla a partir de la topología en estrella. Esta topología conecta estrellas individuales conectando los hubs/switches. Esto, permite extender la longitud y el tamaño de la red.

RED EN ÁRBOL O JERÁRQUICA

Combinación de redes en estrella, en las que su conmutador se encuentra conectado a un conmutador principal.

RED EN ÁRBOL O JERÁRQUICA

•Si un nodo falla no afecta a la red.•Si el conmutador de una estrella falla sólo afecta a esa estrella.•Si el conmutador principal falla provoca la pérdida de la red.•Es la topología típica en redes LAN

RED EN MALLA

• Cada nodo está conectado al resto por más de un cable.

•

RED EN MALLA

•Es una red muy segura ante un fallo y permite detectar y utilizar el camino más rápido para enviar información de un nodo a otro.•Su instalación es compleja y cara por el elevado cableado, lo que se resuelve utilizando tecnología inalámbrica.•Es la topología típica en redes WAN.

2.Dispositivos físicos de red

•3. Dispositivos físicos de red• 3.1 Cable• 3.2 Tarjeta de red• 3.3 Conmutador (Switch)• 3.4 Enrutador (Router)• 3.5 Módem

3.1 CABLE•Pares trenzados: Codificados por colores, categorías 5 y 6, conector RJ45.

Conexión que más se utiliza.

•Cable coaxial: Conector BNC. Utilizado en el pasado

•Cable de fibra óptica: Muy rápido y seguro. En un futuro cercano y si su precio lo permite, acabará imponiéndose.

CABLE

RJ45

BNC

3.2 TARJETA DE RED•Dispositivo cuya función es enviar y recibir información del resto de los ordenadores.•Se conecta a la placa base o está integrada en ella.•Las LAN actuales son de tipo Ethernet.•Velocidad de transmisión:

• Ethernet (10Mbps) → Coaxial y par trenzado• Fast Ethernet (100Mbps) → Par trenzado• Gigabit Ethernet (1000Mbps) → Par trenzado y

fibra óptica•Dirección MAC o física → Código único hexadecimal para ser identificada en la red

TARJETA DE RED

3.3 CONMUTADOR (SWITCH)

•Conecta todos los equipos de una red Ethernet (LAN) en forma de estrella.

•Dispositivo utilizado en la conexión de redes por cable, que conmuta o selecciona el puesto al que dar prioridad de información en cada momento. De este modo sólo envía los paquetes de información a su destinatario.

3.3 CONMUTADOR (SWITCH)

•Características importantes: Nº de puertos y Velocidad

Se identifica por su dirección MAC

Es habitual que uno de los puertos se destine al router para obtener acceso a Internet.

CONMUTADOR (SWITCH)

3.4 ENRUTADOR (ROUTER)

•Router = Puerta de enlace = Gateway = Pasarela.

•Permite la conexión entre dos redes de ordenadores.

•Divide la información en paquetes que envía y recibe individualmente.

Cont. ENRUTADOR (ROUTER)

•Selecciona la ruta de comunicación más adecuada con base a su tabla de enrutamiento

•Contiene las mejores rutas para llegar a las diferentes redes destino y una ruta por defecto para aquellas redes destino que desconoce.

•Los routers se intercambian constantemente información para actualizar sus tablas.

ENRUTADOR (ROUTER)

ENRUTADOR (ROUTER)

ENRUTADOR (ROUTER)

ENRUTADOR (ROUTER)

ENRUTADOR (ROUTER)•Dirección MAC y dirección IP

MAC → Dirección física. Ej: coordenadas terrestres de una casa (nunca cambian)IP → Dirección lógica. Ej: dirección postal de una casa (puede cambiar) Habitualmente se utilizan para conectar una red LAN con la red de Internet WAN mediante una línea telefónica adaptada a la banda ancha (Telefónica, Jazztel, Yacom, Orange, Tele2).También está creciendo la conexión mediante cable (ONO). A todas estas compañías se les llama ISP (Internet Service Provider – Proveedor de Servicios de Internet)

3.5 MÓDEM•Codifica y decodifica la señal que le viene por la línea (teléfono, cable).

•La mayoría de los routers ya traen incorporado el módem.

•Un módem permite la conexión a Internet sin necesidad de un router, pero sólo se puede conectar un nodo y la conexión es mucho menos segura.

4. Redes inalámbricas Wifi

4. Redes inalámbricas Wifi4.1 Antenas4.2 Tipos de tarjeta wifi 4.3 Topología de redes

Red inalámbrica puraRed mixta

4.4 Conexión a internetCon router no wifiCon router wifi

4.5 Clave de acceso4.6 Características técnicas: Alcance,

Velocidad y Radiofrecuencias4.7 Comparativas con otras tecnologías

inalámbricas (Bluetooth, Wimax)

•Utilizan antenas capaces de emitir y recibir información (por ondas electromagnéticas).

•Cada uno de los nodos debe contar con una tarjeta de red wifi (incorpora la antena) y su SW de gestión.

4.1 ANTENAS

• Wireless PCI → Conectada a la placa base de un ordenador

• Wireless USB → Conectada a un puerto USB de un ordenador o portátil

• Wireless PCMCIA → Conectada a una ranura de expansión de un portátil

• Wireless miniPCI → Integrada en la placa de un portátil o una consola de videojuegos

4.2 TIPOS DE TARJETAS WIFI

WIRELESS PCI

WIRELESS USB

WIRELESS PCMCIA

WIRELESS miniPCI

• Red inalámbrica pura

• Red mixta → Utiliza un punto de acceso inalámbrico

4.3 TOPOLOGÍA DE REDES

4.4 CONEXIÓN A INTERNET• A través de un router no wifi

• A través de un router wifi (permite conexión por cable e inalámbrica)

EJEMPLOS WIFIEjemplo 1 → Red inalámbrica pura

Su problema es que el ancho de banda se reparte entre los host

Ejemplo 2 → Red mixta

EJEMPLOS WIFI

• Ejemplo 3 → Red mixta con punto de acceso inalámbrico para aumentar el alcance de la señal wifi

4.5 CLAVE DE ACCESOSe debe poner una clave de acceso encriptada para evitar que otros puedan conectarse a nuestra red (mejor de tipo WPA y WPA2, evitando el tipo WEP) .

4.6 CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS

• Alcance inferior a 50 ó 100 m• (depende de los obstáculos

intermedios).• Velocidad de hasta 54Mbps.• Radiofrecuencias en la banda de 2,4 a

5 GHz• (ancho de banda = 5 - 2,4 =

2,6 GHz)

4.7 COMPARATIVA DE WIFI CON OTRAS TECNOLOGÍAS

INALÁMBRICAS• Alcance:• Bluetooth (10m) < Wifi (100m) < Wimax (50Km)

• Velocidad:• Bluetooth (3Mbps) < Wifi (54Mbps) < Wimax (70Mbps)

• Radiofrecuencias (ancho de banda):• Bluetooth (≈2,4GHz) < Wifi (2,4-5GHz) < Wimax (2,5-5,8GHz)

Configuración del protocolo TCP/IP

•5. Configuración del protocolo TCP/IP• 5.1 ¿Para qué?• 5.2 Dirección IP• 5.3 Máscara de subred• 5.4 Puerta de enlace predeterminada• 5.5 Servidor DNS

5.1 ¿PARA QUÉ?

Una vez conectados los equipos de una red se consigue tener una red física pero aún inoperativa, es imprescindible configurar correctamente el protocolo TCP/IP para conseguir también una red lógica.

5.2 DIRECCIÓN IP •Identifica al equipo y por tanto debe ser única dentro de la red a la que pertenece.•Está formada por 4 grupos de números separados por un punto. Los números están comprendidos entre 0 y 255, ambos incluidos. Por ejemplo•192.68.0.4http://www.informatica-hoy.com.ar/aprender-informatica/Que-es-la-direccion-IP.php

5.2 DIRECCIÓN IP •Dentro de una LAN cada equipo se identifica con una IP privada, mientras que la LAN se comunica con Internet a través de una IP pública por la que se paga al proveedor de servicios de Internet (ISP).

5.2 DIRECCIÓN IP Tanto las IP privadas como las públicas pueden ser direcciones IP estáticas, lo que implica que siempre que se conecta un equipo lo hace con la misma IP, o IP dinámicas, en cuyo caso la dirección de un equipo puede cambiar cada vez que se conecta.

5.2 DIRECCIÓN IP (IV)•Configuración de una red LAN (IP privadas):

• IP estáticas → Las direcciones se introducen manualmente equipo por equipo.

• IP dinámicas → Se activa en los equipos la opción de obtener una dirección IP automáticamente y se configura el router para que actúe como servidor DHCP, es decir, para que sea él quien asigne una dirección IP a cada uno de los equipos según se vayan conectando a la red.

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

• En cuanto a las direcciones públicas (Internet) la mayoría

• de los usuarios contrata con su proveedor una dirección

• dinámica ya que una estática es más cara.

5.3 MÁSCARA DE SUBRED •Toda dirección IP debe ir acompañada necesariamente de una máscara de subred que permite identificar en qué red se encuentra el equipo y el número máximo de equipos que a ella pueden conectarse.•La máscara de subred también está formada por 4 grupos de números separados por un punto. Parte de esta máscara identifica la red y el resto se asigna a los diferentes equipos (hosts).

5.3 MÁSCARA DE SUBRED

•En una red se reservan siempre dos direcciones:

• La dirección IP que tiene su parte de host a 0 se denomina dirección de red.

• La dirección IP que tiene el valor más alto de host se denomina dirección de broadcast (multidifusión).

5.3 MÁSCARA DE SUBRED •Existen 3 tipos de redes:

• Clase A → Reservadas para los gobiernos. El primer grupo de números de la máscara identifica la red. Utilizan la máscara 255.0.0.0 . Los 3 grupos restantes permiten tener conectados 16.777.214 equipos.

(256*256*256)-2 = 16.777.214• Clase B → Reservadas para las medianas empresas.

Los dos primeros grupos de números de la máscara identifican la red. Utilizan la máscara 255.255.0.0 . Los 2 grupos restantes permiten tener conectados 65.534 equipos.

(256*256)-2 = 65.534• Clase C → Disponibles para el resto de usuarios. Los

tres primeros grupos de números de la máscara identifican la red. Utilizan la máscara 255. 255. 255.0 . El grupo restante permite tener conectados 254 equipos.

• (256)-2 = 254

5.3 MÁSCARA DE SUBRED (IV)•Ejemplos:

• Ejemplo 1Dirección IP: 10.0.1.3 // Máscara subred: 255.0.0.0La dirección IP pertenece a la red 10.0.0.0 (Clase A) y al host 258

• Ejemplo 2Dirección IP: 172.16.1.4 // Máscara subred: 255.255.0.0La dirección IP pertenece a la red 172.16.0.0 (Clase B) y al host 259

• Ejemplo 3Dirección IP: 192.168.32.243 // Máscara subred: 255.255.255.0 La dirección IP pertenece a la red 192.168.32.0 (Clase C) y al host 243

5.4 PUERTA DE ENLACE PREDETERMINADA

•En el protocolo TCP/IP hay que configurar como mínimo la dirección IP y la máscara de subred. Si además se desea tener acceso a Internet también es necesario configurar la puerta de enlace y el servidor DNS

•La puerta de enlace se corresponde con la IP del router

•Al router se le suele asignar la primera dirección IP disponible (parte de host a 1)

5.5 SERVIDOR DNS•DNS (Domain Name System)•Este servidor se encarga de traducir los nombres de dominio utilizados por el usuario y que le son fácilmente recordables, en direcciones IP públicas necesarias para que los equipos se pueden comunicar.•Ej: www.google.com → 74.125.77.3•El proveedor (ISP) tiene sus propios servidores DNS y debe facilitar a sus clientes la dirección IP del servidor preferido y de otro alternativo.