Unidad 0. Visión global sencilla de Internet
Internet se ha convertido en la mayor fuente de información que ha conocido la historia. A nivel social sí se puede considerar un fenómeno reciente, pero a nivel técnico, sobre todo en los principios en los que subyace, hablamos de unos mecanismos que vienen evolucionando desde hace más de 30 años.En esta unidad pretendemos obtener un visión global de internet. Cuando vayamos tratando aspectos pormenorizados, será imprescindible mencionar otros con los que estarán interconectados, y aun no habrán sido tratados. Por lo tanto, tener esta visión global nos va a permitir no dejar cabos sueltos en los temas posteriores, en los que entraremos en más profundidad en cada aspecto.
0.1 ¿Qué es internet?
Internet es una red mundial de ordenadores que alcanza a todos los países. Es la que más ordenadores tiene conectados, la que más usuarios tiene (más de 1.400.000.000 en Junio de 2008) y por la que más información circula.
Por una parte tenemos la estructura física de internet. Los ordenadores que forman parte de esta red se conectan unos con otros usando la red telefónica mundial y conexiones de alta velocidad entre ordenadores con mucho tráfico de información. Existen empresas llamadas Proveedores de Servicios de Internet (Internet Services Provider,
ISP) que se encargan de conectar ordenadores a esa gran red y gestionar el tráfico de
información de cada ordenador hacia o desde el resto de la red.
Por otra parte tenemos la estructura lógica, en la que se usan direcciones IP y un sistema de nombres para identificar cada ordenador y organizarlos en grupos.
La información también se encuentra organizada, en este caso en servicios. Cada servicio es una funcionalidad de internet, como el world wide web (las páginas web), el correo electrónico, etc..
0.2 Estructura física de internet
Hemos indicado que internet es una red de ordenadores, en concreto de tipo WAN. Como red que es, debe tener una estructura física. Los ordenadores que forman internet pueden ser diferentes, tanto en hardware como en software (sistema operativo y aplicaciones).
Como medio de transmisión internet usa, entre otros de los siguientes medios:
Para usuarios finales:
• Hilo de línea telefónica básica
• Hilo de ADSL (es el mismo que en la línea telefónica básica, pero la información
• Hilo de ADSL2 (es el mismo que los dos anteriores, pero la información se
transmite desde la centralita de una tercera manera diferente).
• Hilo RDSI • Cable coaxial
Para conexión entre sí de centralitas telefónicas y de éstas con sedes de
ordenadores con mucho tráfico de información (centros de datos, que contienen,
por ejemplo, muchas páginas web):
• Fibra óptica • Enlaces de radio • Enlaces de satélite
Podemos decir que los ordenadores se organizan en tres niveles:
Usuarios finales. Son los ordenadores que usan los servicios de internet.
Ordenadores de los ISP. Un ISP es una empresa que nos permite acceder a
internet, como Telefónica, Orange, ONO, Jazztel, etc. Estas empresas, en sus Ilustración 1: Niveles de ordenadores en internet
Usuarios finales
ISP
centralitas, tienen ordenadores que dan conexión a internet a los de los usuarios finales. También conectan a ordenadores de centros de datos o servidores. Son como los nodos de la red.
Ordenadores servidores, que están constantemente encendidos y conectados y
ofrecen los servicios propios de internet (páginas web, correo electrónico, transmisiones, mensajería instantánea, partidas de juegos on-line, etc.). Se conectan a los de los ISP con conexiones especiales de alta velocidad, para poder atender toda la demanda que sostienen. Entre algunos servidores pueden existir enlaces directos de alta velocidad independientes de los ISP, por ejemplo, porque pertenezcan a la misma empresa y ésta costee el enlace.
Cada ordenador de usuario final está conectado a un ordenador de su ISP a través de alguno de los medios que hemos citado. Los ordenadores de los ISP están conectados entre sí y con los ordenadores servidores, a través de las conexiones avanzadas de alta velocidad.
Cuando un ordenador de usuario final se quiere comunicar con un ordenador servidor, primero tiene que conectar con el ordenador de su ISP, que le permite “pasar” al resto de internet y llegar hasta el servidor.
Cuando un ordenador de usuario final se quiere comunicar con otro ordenador de usuario final también debe pasar primero por el ordenador de su ISP. De igual manera, el otro ordenador de usuario también debe estar conectado a su ISP. Mediante la conexión entre ordenadores de ISP y, si es necesario, algún ordenador servidor que coordine la comunicación, los ordenadores de usuario se pueden comunicar.
Podemos observar que entre dos ordenadores puede haber más de un camino. Las comunicaciones eligen el camino óptimo en función del tráfico que haya en la red.
0.3 Tipos de conexión a internet
Las conexiones a internet que ofrecen los ISP hoy en día se distinguen por la
tecnología utilizada y la velocidad que se alcanza entre el ordenador de usuario y el del
correspondiente ISP.
La velocidad se mide en Kbps (kilobits por segundo, “miles de bits por segundo”), o Mbps (megabits por segundo, “millones de bits por segundo”). Es importante indicar que estamos midiendo la velocidad con bits por segundo, no con bytes por segundo. Para pasar Kbps o Mbps a Kilobytes o Megabytes por segundo respectivamente habría que dividir entre 8. Además, se distingue entre velocidad de bajada (del ordenador del ISP al del usuario final) y velocidad de subida (del ordenador del usuario final al del ISP).
Los tipos de conexión según tecnología más habituales son:
• Conexiones que usan la línea básica (llamada RTB). Alcanzan un velocidad de hasta 56 Kbps. Las compañías las llaman “gratuitas” o “tarifa plana”
• Conexiones ADSL que usan líneas ADSL. Estas líneas son las mismas que las
básicas, pero con una adaptación en las centralitas del ISP. Alcanzan velocidades que van hasta los 8 Mbps.
• Conexiones ADSL2+ que usan líneas ADSL2+. Estas líneas son las mismas que
las básicas y ADSL, pero con otra adaptación más en las centralitas del ISP. Alcanzan velocidades que van hasta los 24 Mbps.
• Conexión por red de cable, que usan las líneas de fibra óptica instaladas en
algunas ciudades, y que terminan llegando a los hogares y empresas en forma de cable coaxial. Alcanzan velocidades que van hasta los 12 Mbps.
Cada tipo de conexión necesita un modem o router especializado en el tipo de línea con el que se conecta con el ISP. Con un modem se podrá conectar un solo ordenador. Con un router (que en realidad es un modem + un switch o punto de acceso inalámbrico + un router en el sentido tradicional, elemento que conecta dos redes) se puede conectar toda un red local usando una sola conexión.
La conexión a internet es independiente de la conexión que tenga el modem o router con el ordenador, que puede ser, entre otros, USB, Ethernet (usando cable de par trenzado a la tarjeta de red) o inalámbrico.
Linea de acceso MODEM
ISP Internet
Ilustración 2: Conexión a través de modem y a través de router
Linea de acceso
ISP Internet
0.4 Estructura lógica
A nivel de red y transporte, Internet usa la familia de protocolos TCP/IP. De hecho, éstos tienen su origen en las investigaciones que permitieron el desarrollo de ARPANET y su evolución Internet.
0.4.1 Direcciones IP
Al igual que una red LAN, en la red internet cada ordenador debe tener una dirección IP diferente. Para internet se usan las direcciones IP públicas, las que están fuera de los tres rangos de IP privadas. En este caso no podemos elegir la dirección IP que queramos. Son los ISP los que dan una dirección IP pública a cada “ordenador” cuando se conecta a internet, y en ese momento sólo ese “ordenador” tiene esa dirección en todo el mundo.
Cuando un ordenador se conecta a internet a través de un modem, es el propio ordenador el que tiene una IP pública. Cuando se conecta a través de un router, el ordenador tiene una IP privada (puesta por el usuario), mientras que el router tiene dos, una privada (puesta por el usuario) y una pública (puesta por el ISP). Con sólo una IP pública, el router puede dar conexión a todos los ordenadores que tenga conectados.
Ilustración 3: Conexión a internet a través de modem y router
Linea de acceso MODEM ISP Internet Linea de acceso ISP Internet Router 85.26.132.42 (IP pública) 85.26.132.42 (IP pública) 192.168.1.1 (IP privada) 192.168.1.10 (IP privada) 192.168.1.11 (IP privada) 192.168.1.12 (IP privada)
0.4.2 Dominios y subdominios
Sería muy incómodo que cada vez que quisiéramos acceder a una página web tuviéramos que indicar la dirección IP del ordenador donde se encuentra. Por ello, además de las direcciones IP, para los ordenadores servidores de internet se establece un sistema de nombres, de manera que cada ordenador tiene un nombre único. No se hace así en general (aunque se puede) para los ordenadores de los usuarios finales, ya que en la mayoría de los casos esos ordenadores no ejercerán de servidores para prácticamente ningún servicio, y menos para alguno “público”.
Los nombres de ordenadores se dividen en tres partes:
Dominio de primer nivel: es la parte final del nombre, e indica a qué zona
geográfica o a qué categoría pertenece el ordenador. Los dominios más conocidos son:
• generales: .com, .net, .org, .info, .edu ...
• nacionales: .es (España), .fr (Francia), .uk (Reino Unido), .de (Alemania) ...
Sólo se puede usar uno de los disponibles, y para ello hay que pedir permiso a la entidad que los gestiona (.com, .net, .org el ICANN y los nacionales cada gobierno).
Dominio: es el nombre que se utilizan para indicar la entidad o marca a la que
pertenece el ordenador. Ejemplos:
• juntadeandalucia.es • iesmardecadiz.com • google.com
• ubuntu.org
El nombre de dominio se puede elegir, pero con permiso de la entidad que gestiona el dominio de primer nivel al que va a pertenecer. Cada entidad impone unas normas. Así, en los dominios de primer nivel generales la única norma para poder utilizar un nombre de dominio es que no esté reservado previamente, es decir, que no haya sido ya usado para otra entidad en ese dominio de primer nivel.
Existen muchas empresas que nos gestionan la solicitud y renovación anual de un dominio ante las entidades que gestionan los dominios de primer nivel. Normalmente estas empresas también ofrecen espacio en ordenadores para albergar información como páginas web, correo electrónico, etc. a la que se accede a través del dominio contratado.
A veces se usa una secuencia de nombres de dominio separados por punto. En este caso, a partir del segundo punto por la derecha, hablamos de subdominio.
Nombre de ordenador: una entidad o marca puede tener varios ordenadores con
nombre en internet. Para distinguir unos de otros se usa un nombre para cada cada ordenador. Por ejemplo, los ordenadores que tienen las páginas web se suelen llamar www; cuando queremos acceder al ordenador que tiene la web de la Junta de Andalucía, su nombre es
www.juntadeandalucia.es
www), otro para las carpetas del ftp (llamado ftp) y otro para almacenar los
mensajes de correo electrónico (llamado pop3). Así la dirección de cada uno de estos ordenadores es:
www.telefonica.net (para el de la página web)
ftp.telefonica.net (para el del servidor de archivos FTP)
pop3.telefonica.net (para el del correo electrónico)
A veces incluso no se trata de ordenadores distintos, sino del mismo ordenador, pero cada nombre hace referencia a un servicio diferente (y por tanto a un aplicación servidor diferente), o a una información diferente (por ejemplo, distintas páginas web en un mismo ordenador). Por ejemplo, toda esta información está en el mismo ordenador:
www.iesmardecadiz.com (para la página web)
ftp.iesmardecadiz.com (para el servidor de archivos FTP)
informatica.iesmardecadiz.com (para la página web del ciclo)
0.4.3 DNS
Para acceder a un ordenador de internet es necesario usar su dirección IP. Sin embargo, es preferible usar los nombres, dominios y dominio de primer nivel. Es necesario entonces hacer una traducción del nombre (con dominio y dominio de primer nivel) del ordenador a su dirección IP.
Evidentemente no podemos tener en nuestro ordenador una tabla con todos los nombres y direcciones IP de todos los ordenadores que hay en internet, puesto que son muchísimos y además cambian constantemente. La solución está en los servidores de DNS.
Los servidores de DNS son ordenadores de internet que mantienen una tabla de los nombres de todos los ordenadores de internet y sus direcciones IP. Cuando queremos acceder a un ordenador, enviamos su nombre al servidor de DNS, éste nos lo traduce automáticamente a dirección IP y nos devuelve esa dirección para que podamos acceder directamente.
¿Y cómo llegamos al servidor DNS? Debemos configurar nuestro ordenador para que sepa la dirección IP del servidor DNS, y así poder acceder directamente a él para preguntarle qué dirección IP corresponde a un nombre de ordenador. Si nuestro ordenador no tiene la dirección del servidor DNS, estará conectado a internet pero sólo podrá acceder a la información que contienen los ordenadores (por ejemplo a páginas web) usando direcciones IP, y no nombres.
0.5 Funcionamiento
La información está organizada en internet en servicios. Los servicios son, en términos coloquiales, “las cosas que se pueden hacer en internet”. Para acceder a una información, hay que hacerlo a través del servicio que la ofrece.
Para que un ordenador de internet pueda ofrecer un servicio, y a través de él información, es necesario que ese ordenador esté constantemente encendido y ejecutando un tipo de programa especial llamado servidor del servicio. La función de ese programa es estar siempre atento a las peticiones de información que le lleguen de otros ordenadores y atenderlas. Estos ordenadores son los que llamamos servidores.
Para solicitar una información a un servidor, un ordenador debe estar conectado a internet en el momento de pedir la información y hacer una petición usando un tipo de programa llamado cliente del servicio. Esa petición es llevada al servidor, que tras recibirla genera una respuesta usando sus recursos y la envía de vuelta al cliente. El programa cliente recoge la respuesta y realiza alguna acción con ella.
Por ejemplo, para ver una página web tenemos que escribir su dirección en un navegador de internet: el navegador es el programa cliente del servicio world wide web y escribir la dirección es la petición. La petición llega al ordenador servidor, que al tener un
programa servidor web está atento a las peticiones que llegan. El ordenador servidor
responde enviando el contenido de la página que se ha pedido (texto, imágenes, gráficos, etc.). Ese contenido llega otra vez a nuestro ordenador y con ella el navegador representa
Ilustración 4: Funcionamiento del sistema DNS Usuario final
IP: 80.32.65.86
Pide acceder a www.google.es Sabe que el servidor
DNS es 58.34.20.16 IP: 58.34.20.16Servidor DNS Servidor Web www.google.es IP: 64.27.14.18 ¿Cuál es la IP de www.google.es? 64.27.14.18 Conecta con la IP 64.27.14.18
la página en la pantalla.
Resumiendo: los ordenadores con programas servidores son los que ofrecen los servicios y los ordenadores con programas clientes son los que usan los servicios.
0.6 Servicios
En internet podemos encontrar múltiples servicios. Algunos están más orientados al usuario, siéndoles de utilidad. Otros, en cambio, están orientados a facilitar la labor de mantener la estructura lógica de internet.
Por norma general, cada servicio utiliza uno o varios protocolos de nivel superior especiales para sus funciones: el HTTP para la web, el pop3 y el smtp para el correo, etc. . Sin embargo, todos ellos usan los protocolos TCP, UDP, ICMP, ARP e IP para enviar la información a través de internet. Del mismo modo, todos usan sus correspondientes aplicaciones servidoras y clientes (aunque algunas aplicaciones clientes se usar para varios servicios).
Los servicios más importantes que podemos encontrar en internet son:
World Wide Web
WWW es un sistema creado para la publicación de información. Está constituido por documentos llamados páginas web o páginas multimedia, que son una composición de texto, imágenes, sonidos, animaciones, vídeos y enlaces a otras páginas.
Algunas páginas web son ya tan avanzadas que parecen casi auténticos programas, y permiten ver contenidos multimedia, consultar bases de datos, hacer compras, publicar información, etc.
Los programas que ofrecen páginas web se llaman servidores web (el más famoso es Apache). Los programas que permiten acceder al servicio www y ver páginas web se llaman navegadores, y los más conocidos sin Internet Explorer, Mozilla Firefox y Opera.
Ilustración 5: Funcionamiento cliente-servidor
Cliente
(navegador) Servidor web
de Google Petición (www.google.es) Respuesta (página web)
Internet
Correo electrónico
Se utiliza para enviar y recibir mensajes, al estilo del correo postal (cartas). Los mensajes pueden llevar texto y archivos adjuntos.
Los programas que ofrecen servicios de correo electrónico se denominan servidores de correo. Los programas que usan los servicios de correo electrónico se llaman clientes de correo electrónico (Outlook Express, Mozilla Thunderbird, etc.). Hoy en día se utilizan algunas páginas web y el navegador como clientes de correo electrónico, lo que se denomina correo web.
FTP
Es un servicio que nos permite recibir o enviar cualquier tipo de archivo a un servidor: documentos, imágenes, sonido, vídeos...
El programa que almacena los archivos y atiende las peticiones para subirlos o bajarlos se llama servidor de FTP. El programa que sirve para subir archivos o bajarlos se llama cliente de FTP, aunque también sirve un navegador web.
Mensajería instantánea y chat
Son los sistemas que permiten establecer una comunicación escrita en tiempo real entre dos o más usuarios. Para acceder al chat es necesario disponer de un programa cliente específico para el tipo de sistema, como por ejemplo mIRC o Windows Live
Messenger. Estos programas se conectan a ordenadores con programas servidores
también específicos para cada sistema.
Telefonía por internet y videoconferencia
La telefonía por internet es un sistema que permite realizar conversaciones habladas en tiempo real entre usuarios conectados a internet. La videoconferencia, por su parte, consiste en enviar y recibir imágenes de vídeo en tiempo real, de forma que los usuarios pueden verse mientras conversan. Hoy en día estas funciones suelen estar integradas en sistemas de mensajería instantánea como Windows Live Messenger.
Un caso particular es la VoIP, que permite hacer llamadas telefónicas a cualquier teléfono del mundo (fijo o móvil) a un precio reducido. La única condición para usarla es que el usuario que llama tenga conexión a internet y esté registrado en un servicio de pago de los múltiples existentes, como Skype. A veces no es necesario ni siquiera un ordenador, ya que hay teléfonos especiales que se conectan directamente al router.
Transmisiones por internet
Este servicio permite escuchar sonidos y ver vídeos a través de internet con la particularidad de que se va reproduciendo conforme se va recibiendo, es decir, no es necesario esperar a descargar el archivo completo para reproducirlo. De esta manera, se pueden escuchar y ver transmisiones de audio y vídeo en directo, con un pequeño retraso “técnico” para evitar que la reproducción se detenga por falta de datos.
Peer to Peer (P2P)
Este servicio se usa para compartir nuestros archivos con otros usuarios, y a su vez acceder a los archivos que otros usuarios comparten. Cuando descargamos un archivo a través de este servicio, lo hacemos de los ordenadores de los usuarios finales que poseen y comparten dicho archivo. De igual manera, el resto de usuarios descargan los archivos que tenemos compartidos directamente de nuestro ordenador.
DHCP
Este servicio los prestan los ISP (Proveedores de Servicios de Internet) para asignar a sus clientes la dirección IP pública que les corresponde de manera automática. Cuando el router o el modem establece una conexión hace una petición de dirección IP; el ordenador del ISP al que se conecta tiene un servidor DHCP y le proporciona una IP pública de las que haya disponibles. Entonces, el router o el modem toman esa dirección IP y se “autoconfiguran” con ella.
DNS
Ya hemos comentado este servicio que nos permite acceder a los ordenadores servidores de internet por un nombre, en lugar de por su dirección IP.
0.7 URL
Un ordenador conectado a internet, con un nombre, puede tener mucha información distinta. En general, no queremos acceder a toda esa información, sino sólo a una en concreto. Así que además del nombre del ordenador (con dominio y dominio de primer nivel), debemos indicar a qué información de la que contiene queremos acceder. A esta indicación completa del ordenador y la información a la que queremos acceder se le denomina URL.
La URL se divide en tres partes:
• Protocolo. Cada información está publicada usando un servicio concreto. La URL
comienza siempre por el protocolo que usa ese servicio. Los protocolos más habituales por servicio son:
- páginas web: http
- páginas web seguras: https - ficheros en FTP: ftp
- contenidos multimedia en servidor microsoft: mms
A continuación van : y dos // (por ejemplo http:// )
• Nombre de ordenador. Posteriormente va el nombre del ordenador, de los
subdominios, del dominio y del dominio de primer nivel. Por ejemplo:
• Ubicación de la información en el ordenador. Por último, va una /, y la indicación
de la información a la que queremos acceder; casi siempre es un archivo, y hay que indicar el nombre del archivo y la o las carpetas en que se encuentra dentro del ordenador.
Pongamos un ejemplo: la página web de la asignatura en 2º de ESI es un archivo tipo .htm llamado index, colocado en la carpeta 2ESI del ordenador que la contiene. Este ordenador se llama informatica, y está en el dominio iesmardecadiz del dominio de primer nivel .com. Como es una página web, se accede a ella usando el protocolo http. Por tanto, la URL completa es:
