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Módulo 1: Introducción a networking
Descripción general
Para entender el rol que los computadores juegan en un sistema de networking, considere la Internet. La Internet es un recurso valioso y estar conectado a ella es fundamental para la actividad empresarial, la industria y la educación. La creación de una red que permita la conexión a Internet requiere una cuidadosa planificación. Aun para conectar computadores personales individuales (PC) a lnternet, se requiere alguna planificación y la toma de ciertas decisiones. Se deben considerar los recursos computacionales necesarios para la conexión a Internet. Esto incluye el tipo de dispositivo que conecta el PC a Internet, tal como una tarjeta de interfaz de red (NIC) o modem. Se deben configurar protocolos o reglas antes que un computador se pueda conectar a Internet. También es importante la selección correcta de un navegador de web.
Los estudiantes que completen esta lección deberán poder:
• Comprender la conexión física que debe producirse para que un computador se conecte a Internet.
• Reconocer los componentes que comprende el computador.
• Instalar y diagnosticar las fallas de las NIC y los módems.
• Configurar el conjunto de protocolos necesarios para la conexión a Internet.
• Probar la conexión a Internet mediante procedimientos de prueba básicos.
• Demostrar una comprensión básica del uso de los navegadores de Web y plug-ins.
1.1 Conexión a la Internet
1.1.1 Requisitos para la conexión a Internet
La Internet es la red de datos más importante del mundo. La Internet se compone de una gran cantidad de redes grandes y pequeñas interconectadas. Computadores individuales son las fuentes y los destinos de la información a través de la Internet. La conexión a Internet se puede dividir en conexión física, conexión lógica y aplicaciones.
Figura 1
Se realiza una conexión física conectando un tarjeta adaptadora, tal como un módem o una NIC, desde un PC a una red. La conexión física se utiliza para transferir las señales entre los distintos PC dentro de la red de área local (LAN) y hacia los dispositivos remotos que se encuentran en Internet.
La conexión lógica aplica estándares denominados protocolos. Un protocolo es una descripción formal de un conjunto de reglas y convenciones que rigen la manera en que se comunican los dispositivos de una red;
las conexiones a Internet pueden utilizar varios protocolos. El conjunto Protocolo de control de transporte/protocolo Internet (TCP/IP) es el principal conjunto de protocolos que se utiliza en Internet. Los protocolos del conjunto TCP/IP trabajan juntos para transmitir o recibir datos e información.
La aplicación que interpreta los datos y muestra la información en un formato comprensible es la última parte de la conexión. Las aplicaciones trabajan junto con los protocolos para enviar y recibir datos a través de Internet. Un navegador Web muestra el código HTML como una página Web. Ejemplos de navegadores Web incluyen Internet Explorer y Netscape. El Protocolo de transferencia de archivos (FTP) se utiliza para descargar archivos y programas de Internet. Los navegadores de Web también utilizan aplicaciones plug-in propietarias para mostrar tipos de datos especiales como, por ejemplo, películas o animaciones flash.
Esta es simplemente una introducción a Internet y, por la forma en que lo presentamos aquí, puede parecer un proceso sumamente simple. A medida que exploremos el tema con mayor profundidad, se verá que el envío de datos a través de la Internet es una tarea complicada.
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1.1.2 Principios básicos de los PC
Como los computadores son importantes elementos básicos de desarrollo de redes, es necesario poder reconocer y nombrar los principales componentes de un PC. Muchos dispositivos de networking son de por sí computadores para fines especiales, que poseen varios de los mismos componentes que los PC normales.
Para poder utilizar un computador como un medio confiable para obtener información, por ejemplo para acceder al currículum basado en Web, debe estar en buenas condiciones. Para mantener un PC en buenas condiciones es necesario realizar de vez en cuando el diagnóstico simple de fallas del hardware y del software del computador. Por lo tanto, es necesario reconocer los nombres y usos de los siguientes componentes de PC:
Componentes pequeños separados
• Transistor: Dispositivo que amplifica una señal o abre y cierra un circuito
• Circuito integrado: Dispositivo fabricado con material semiconductor que contiene varios transistores y realiza una tarea específica
• Resistencia: Un componente eléctrico que limita o regula el flujo de corriente eléctrica en un circuito electrónico.
• Condensador: Componente electrónico que almacena energía bajo la forma de un campo electroestático; se compone de dos placas de metal conductor separadas por material aislante.
• Conector: Parte de un cable que se enchufa a un puerto o interfaz
• Diodo electroluminiscente (LED): Dispositivo semiconductor que emite luz cuando la corriente lo atraviesa
Subsistemas del PC
• Placa de circuito impreso (PCB, Printed Circuit Board): Una placa que tiene pistas conductoras superpuestas o impresas, en una o ambas caras. También puede contener capas internas de señal y planos de alimentación eléctrica y tierra. Microprocesadores, chips, circuitos integrados y otros componentes electrónicos se montan en las PCB.
• Unidad de CD-ROM: Unidad de disco compacto con memoria de sólo lectura, que puede leer información de un CD-ROM
• Unidad de procesamiento central (CPU): La parte de un computador que controla la operación de todas las otras partes. Obtiene instrucciones de la memoria y las decodifica. Realiza operaciones matemáticas y lógicas y traduce y ejecuta instrucciones.
Figura 1
• Unidad de disquete: Una unidad de disco que lee y escribe información a una pieza circular con un disco plástico cubierto de metal de 3.5 pulgadas. Un disquete estándar puede almacenar aproximadamente 1 MB de información.
Figura 2
• Unidad de disco duro: Un dispositivo de almacenamiento computacional que usa un conjunto discos rotatorios con cubierta magnética para almacenar datos o programas. Los discos duros se pueden encontrar en distintas capacidades de almacenamiento.
• Microprocesador: Un microprocesador es un procesador que consiste en un chip de silicio diseñado con un propósito especial y físicamente muy pequeño. El microprocesador utiliza tecnología de circuitos de muy alta integración (VLSI , Very Large-Scale Integration) para integrar memoria , lógica y señales de control en un solo chip. Un microprocesador contiene una CPU.
• Placa madre: La placa de circuito impreso más importante de un computador. La placa madre contiene el bus, el microprocesador y los circuitos integrados usados para controlar cualquier dispositivo tal como teclado, pantallas de texto y gráficos, puertos seriales y paralelos, joystick e interfaces para el mouse.
Figura 3
• Bus: Un conjunto de pistas eléctricas en la placa madre a través del cual se transmiten señales de datos y temporización de una parte del computador a otra.
• Memoria de acceso aleatorio (RAM): También conocida como memoria de lectura/escritura; en ella se pueden escribir nuevos datos y se pueden leer los datos almacenados. La RAM requiere energía eléctrica para mantener el almacenamiento de datos. Si el computador se apaga o se le corta el suministro de energía, todos los datos almacenados en la RAM se pierden.
• Memoria de sólo lectura (ROM): Memoria del computador en la cual hay datos que han sido pregrabados. Una vez que se han escrito datos en un chip ROM, estos no se pueden eliminar y sólo se pueden leer.
• Unidad del sistema: La parte principal del PC, que incluye el armazón, el microprocesador, la memoria principal, bus y puertos. La unidad del sistema no incluye el teclado, monitor, ni ningún otro dispositivo externo conectado al computador.
• Ranura de expansión: Un receptáculo en la placa madre donde se puede insertar una placa de circuito impreso para agregar capacidades al computador, La figura muestra las ranuras de expansión PCI (Peripheral Component Interconnect/Interconexión de componentes periféricos) y AGP (Accelerated Graphics Port/Puerto de gráficos acelerado). PCI es una conexión de alta velocidad para placas tales como NIC, módems internos y tarjetas de video. El puerto AGP provee una conexión de alta velocidad entre dispositivos gráficos y la memoria del sistema. La ranura AGP provee una conexión de alta velocidad para gráficos 3-D en sistemas computacionales.
• Fuente de alimentación: Componente que suministra energía a un computador
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Figura 4
Componentes del backplane
• Backplane: Un backplane es una placa de circuito electrónico que contiene circuitería y sócalos en los cuales se pueden insertar dispositivos electrónicos adicionales en otras placas de circuitos; en un computador, generalmente sinónimo de o parte de la tarjeta madre.
• Tarjeta de interfaz de red (NIC): Placa de expansión insertada en el computador para que se pueda conectar a la red.
• Tarjeta de video: Placa que se introduce en un PC para otorgarle capacidades de visualización
• Tarjeta de sonido: Placa de expansión que permite que el computador manipule y reproduzca sonidos
• Puerto paralelo: Interfaz que puede transferir más de un bit simultáneamente y que se utiliza para conectar dispositivos externos tales como impresoras
• Puerto serial: Interfaz que se puede utilizar para la comunicación serial, en la cual sólo se puede transmitir un bit a la vez.
• Puerto de ratón: Puerto diseñado para conectar un ratón al PC
• Cable de alimentación: Cable utilizado para conectar un dispositivo eléctrico a un tomacorrientes a fin de suministrar energía eléctrica al dispositivo.
• Puerto USB: Un conector de Bus Serial Universal (Universal Serial Bus). Un puerto USB conecta rápida y fácilmente dispositivos tales como un mouse o una impresora
• Firewire: Una norma de interfaz de bus serial que ofrece comunicaciones de alta velocidad y servicios de datos isócronos de tiempo real.
Piense en los componentes internos de un PC como una red de dispositivos, todos los cuales se conectan al bus del sistema. En cierto sentido, un PC es un pequeña red informática.
1.1.3 Tarjeta de interfaz de red
Una tarjeta de interfaz de red (NIC), o adaptador LAN, provee capacidades de comunicación en red desde y hacia un PC. En los sistemas computacionales de escritorio, es una tarjeta de circuito impreso que reside en una ranura en la tarjeta madre y provee una interfaz de conexión a los medios de red. En los sistemas computacionales portátiles, está comunmente integrado en los sistemas o está disponible como una pequeña tarjeta PCMCIA, del tamaño de una tarjeta de crédito. PCMCIA es el acrónimo para Personal Computer Memory Card International Association (Asociación Internacional de Tarjetas de Memoria de Computadores Personales). Las tarjetas PCMCIA también se conocen como tarjetas PC.
Figura 1 Figura 2
La NIC se comunica con la red a través de una conexión serial y con el computador a través de una conexión paralela. La NIC utiliza una Petición de interrupción (IRQ), una dirección de E/S y espacio de memoria superior para funcionar con el sistema operativo. Un valor IRQ (petición de interrupción) es número asignado por medio del cual donde el computador puede esperar que un dispositivo específico lo interrumpa cuando dicho dispositivo envía al computador señales acerca de su operación. Por ejemplo, cuando una impresora ha terminado de imprimir, envía una señal de interrupción al computador. La señal interrumpe momentáneamente al computador de manera que este pueda decidir que procesamiento realizar a continuación. Debido a que múltiples señales al computador en la misma línea de interrupción pueden no ser entendidas por el computador, se debe especificar un valor único para cada dispositivo y su camino al computador. Antes de la existencia de los dispositivos Plug-and-Play (PnP), los usuarios a menudo tenían que configurar manualmente los valores de la IRQ, o estar al tanto de ellas, cuando se añadía un nuevo dispositivo al computador.
Al seleccionar una NIC, hay que tener en cuenta los siguientes factores:
• Protocolos: Ethernet, Token Ring o FDDI
• Tipos de medios: Cable de par trenzado, cable coaxial, inalámbrico o fibra óptica
• Tipo de bus de sistema: PCI o ISA
1.1.4 Instalación de NIC y módem
La conectividad a Internet requiere una tarjeta adaptadora, que puede ser un módem o NIC.
Un módem, o modulador-demodulador, es un dispositivo que ofrece al computador conectividad a una línea telefónica. El módem convierte (modula) los datos de una señal digital en una señal analógica compatible con una línea telefónica estándar. El módem en el extremo receptor demodula la señal, convirtiéndola nuevamente en una señal digital. Los módems pueden ser internos o bien, pueden conectarse externamente al computador una interfaz de puerto serie ó USB.
Figura 1 Figura 2
La instalación de una NIC, que proporciona la interfaz para un host a la red, es necesaria para cada dispositivo de la red. Se encuentran disponibles distintos tipos de NIC según la configuración del dispositivo específico. Los computadores notebook pueden tener una interfaz incorporada o utilizar una tarjeta PCMCIA. La Figura muestra una PCMCIA alámbrica, tarjetas de red inalámbricas, y un adaptador Ethernet USB (Universal Serial Bus /Bus Serial Universal). Los sistemas de escritorio pueden usar un adaptador de red interno llamado NIC, o un adaptador de red externo que se conecta a la red a través del puerto USB.
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Figura 3 Figura 4 Figura 5 Las situaciones que requieren la instalación de una NIC incluyen las siguientes:
• Instalación de una NIC en un PC que no tiene una.
• Reemplazo de una NIC defectuosa.
• Actualización desde una NIC de 10 Mbps a una NIC de 10/100/1000 Mbps.
• Cambio a un tipo diferente de NIC tal como una tarjeta wireless.
• Instalación de una NIC secundaria o de respaldo por razones de seguridad de red.
Para realizar la instalación de una NIC o un módem se requieren los siguientes recursos:
• Conocimiento acerca de cómo debe configurarse el adaptador, incluyendo los jumpers y el software plug-and-play
• Disponibilidad de herramientas de diagnóstico
• Capacidad para resolver conflictos de recursos de hardware
1.1.5 Descripción general de la conectividad de alta velocidad y de acceso telefónico
A principios de la década de 1960, se introdujeron los módems para proporcionar conectividad desde las terminales no inteligentes a un computador central Muchas empresas solían alquilar tiempo en sistemas de computación, debido al costo prohibitivo que implicaba tener un sistema en sus propias instalaciones. La velocidad de conexión era muy lenta, 300 bits por segundo (bps), lo que significaba aproximadamente 30 caracteres por segundo.
A medida que los PC se hicieron más accesibles en la década de 1970, aparecieron los Sistemas de tableros de boletín (BBS). Estos BBS permitieron que los usuarios se conectaran y enviaran o leyeran mensajes en un tablero de discusiones La velocidad de 300 bps era aceptable, ya que superaba la velocidad a la cual la mayoría de las personas pueden leer o escribir. A principios de la década de 1980 el uso de los tableros de boletín aumentó exponencialmente y la velocidad de 300 bps resultó demasiado lenta para la transferencia de archivos de gran tamaño y de gráficos. En la década de 1990, los módems funcionaban a 9600 bps y alcanzaron el estándar actual de 56 kbps (56.000 bps) para 1998.
Inevitablemente, los servicios de alta velocidad utilizados en el entorno empresarial, tales como la Línea de suscriptor digital (DSL) y el acceso de módem por cable, se trasladaron al mercado del consumidor. Estos servicios ya no exigían el uso de un equipo caro o de una segunda línea telefónica. Estos son servicios "de conexión permanente" que ofrecen acceso inmediato y no requieren que se establezca una conexión para cada sesión. Esto brinda mayor confiabilidad y flexibilidad y ha permitido que pequeñas oficinas y redes hogareñas puedan disfrutar de la comodidad de la conexión a Internet.
1.1.6 Descripción y configuración TCP/IP
El Protocolo de control de transporte/protocolo Internet (TCP/IP) es un conjunto de protocolos o reglas desarrollados para permitir que los computadores que cooperan entre sí puedan compartir recursos a través de una red. Para habilitar TCP/IP en la estación de trabajo, ésta debe configurarse utilizando las herramientas del sistema operativo. Ya sea que se utilice un sistema operativo Windows o Mac, el proceso es muy similar.
1.1.7 Probar la conectividad con ping
Ping es un programa básico que verifica que una dirección IP particular existe y puede aceptar solicitudes.
El acrónimo computacional ping es la sigla para Packet Internet or Inter-Network Groper. El nombre se ajustó para coincidir el término usado en la jerga de submarinos para el sonido de un pulso de sonar que retorna desde un objeto sumergido.
El comando ping funciona enviando paquetes IP especiales, llamados datagramas de petición de eco ICMP (Internet Control Message Protocol/Protocolo de mensajes de control de Internet) a un destino específico.
Cada paquete que se envía es una petición de respuesta. La pantalla de respuesta de un ping contiene la proporción de éxito y el tiempo de ida y vuelta del envío hacia llegar a su destino. A partir de esta información, es posible determinar si existe conectividad a un destino. El comando ping se utiliza para probar la función de transmisión/recepción de la NIC, la configuración TCP/IP y la conectividad de red. Se pueden ejecutar los siguientes tipos de comando ping:
• ping 127.0.0.1: Este es un tipo especial de ping que se conoce como prueba interna de loopback.
Se usa para verificar la configuración de red TCP/IP.
• ping direcciónc IP del computador host: Un ping a un PC host verifica la configuración de la dirección TCP/IP para el host local y la conectividad al host.
• ping dirección IP de gateway por defecto: Un ping al gateway por defecto verifica si se puede alcanzar el router que conecta la red local a las demás redes.
• ping dirección IP de destino remoto: Un ping a un destino remoto verifica la conectividad a un host remoto.
Figura 1
1.1.8 Navegadores de Web y plug-ins
Un navegador de Web realiza las siguientes funciones:
• Inicia el contacto con un servidor de Web
• Solicita información
• Recibe información
• Muestra los resultados en pantalla
Un navegador de Web es un software que interpreta el lenguaje de etiquetas por hipertexto (HTML), que es uno de los lenguajes que se utiliza para codificar el contenido de una página Web. Otros lenguajes de etiqueta con funciones más avanzadas son parte de la tecnología emergente. HTML el lenguaje de etiquetas más común, puede mostrar gráficos en pantalla, ejecutar sonidos, películas y otros archivos multimediales. Los hipervínculos están integrados en una página web y permiten establecer un vínculo rápido con otra ubicación en la misma página web o en una totalmente distinta.
Dos de los navegadores de Web de mayor popularidad son Internet Explorer (IE) y Netscape Communicator. Aunque son idénticos en el tipo de tareas que realizan, existen algunas diferencias entre estos dos navegadores. Algunos sitios Web no admiten el uso de uno o del otro y puede resultar útil tener ambos programas instalados en el computador.
Netscape Navigator:
• Primer navegador popular
• Ocupa menos espacio en disco
• Pone en pantalla archivos HTML, realiza transferencias de correo electrónico y de archivos y desempeña otras funciones
