Redes de comunicaciones e Internet

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Redes

Redes de comunicaciones e

Internet

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Esquema

Ideas clave

1.1. Introducción y objetivos 1.2. Redes e Internet

1.3. Arquitectura de protocolo

A fondo

TCP/IP y el Modelo OSI

Informe sobre estado de Internet

Deep Web vs the Dark Web

Explicación del Modelo OSI

Entrevista a Kevin Mitnick

TIC en Colombia

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1.1. Introducción y objetivos

En este tema se abordarán los siguientes elementos clave:

Qué componentes tiene un sistema de comunicación de datos y cuál es el flujo de datos.

Las estructuras físicas de las redes, abordando los distintos tipos de conexión y topologías.

Las distintas categorías de redes, atendiendo a su extensión.

El concepto de protocolo de comunicación de datos, y las arquitecturas de protocolos.

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1.2. Redes e Internet

Las redes de comunicación de datos permiten el intercambio de información entre dispositivos que han de formar parte de un sistema de comunicación, dentro de los cuales se incluye hardware y software.

Figura 1. Elementos de un sistema de comunicación de datos.

Un sistema de comunicación de datos consta de cinco componentes:

Emisor: se trata del dispositivo que envía la información, y puede ser cualquier dispositivo electrónico con capacidad de transmisión de datos: un computador, un terminal móvil/celular, una consola de juegos, una tableta, una videocámara de vigilancia, etc.

Receptor: es el dispositivo al que se destina la información y que tiene capacidad para recibirla. Igual que en el caso anterior, puede tomar la forma de múltiples dispositivos electrónicos.

Mensaje: se trata de los datos que se intercambian y que representan la información que se desea comunicar (texto en aplicaciones de mensajería o chats, imágenes, video, etc.), y que ha de tener un formato.

Canal o medio de transmisión: es el medio físico utilizado para la transmisión del mensaje entre emisor y receptor. Puede ser un medio tangible (ﬁbra óptica, cable coaxial, etc.) o no tangible/inalámbrico (donde se usan tecnologías de transmisión por láser, radiofrecuencia, infrarrojos, etc.)

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Protocolo: se trata del conjunto de normas preestablecidas y negociadas que hacen posible la comunicación de datos entre el emisor y el receptor.

Por otra parte, el ﬂujo de datos entre el emisor y el receptor puede ser de tres tipos:

Simplex: en este caso, la comunicación es siempre unidireccional. Uno de los dispositivos siempre es el que emite y el otro solo puede recibir. Un ejemplo sería un mouse, solo envía información sobre movimientos o clics al computador.

Semidúplex: en este caso, ambos dispositivos pueden emitir o recibir información, pero nunca a la vez. Así, ambos tienen que regular un procedimiento para poder usar el canal compartido. Un ejemplo de este tipo de transmisión es el que se lleva a cabo en los walkie-talkies tradicionales.

Full-dúplex: En este caso, ambos dispositivos pueden transmitir y recibir datos de forma simultánea. Para ello, la capacidad del canal se ha de dividir para que se pueda realizar este tipo de transmisión.

Figura 2. Modos de transmisión.

Otro concepto clave es el tipo de conexión de los dispositivos. En una red los dispositivos se conectan usando enlaces, caminos físicos que permiten el intercambio de datos entre cada pareja de dispositivos que se comunican.

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Así surgen dos tipos de conexiones:

Conexiones punto a punto: se trata de un enlace dedicado y exclusivo entre dos dispositivos. La capacidad del canal está íntegramente dedicada a la comunicación entre ambos dispositivos.

Conexiones multipunto: en este caso, un enlace está compartido entre más de dos dispositivos. La capacidad del canal está compartida entre todos los dispositivos conectados y se ha de establecer algún mecanismo para compartir, espacial o temporal.

Existen distintos tipos de redes, según su extensión o alcance. Cada uno de estos tipos tiene características especiales, distintas de los demás y utilizan componentes de red específicos.

En primer lugar, se pueden clasiﬁcar las redes cableadas, de menor a mayor extensión, como sigue:

Redes de Área Local (LAN, Local Area Network).

Redes de Área Metropolitana (MAN, Metropolitan Area Network).

Redes de Área Extensa (WAN, Wide Area Network).

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Figura 3. Clasificación de redes cableadas, por su extensión.

De la misma forma, se pueden clasiﬁcar las redes inalámbricas según su extensión, de menor a mayor, como sigue:

Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN, Wireless Personal Area Network).

Redes Inalámbricas de Área Local (WLAN, Wireless LAN).

Redes Inalámbricas de Área Metropolitana (WMAN, Wireless MAN).

Redes Inalámbricas de Área Extensa (WWAN, Wireless WAN).

Figura 4. Clasificación de redes inalámbricas según su extensión. Fuente: adaptado de telecom-cloud.net

Internet es hoy día la red de redes más extensa que existe, y permite la

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interconexión de sistemas totalmente heterogéneos (distintos tipos de hardware, distintos sistemas operativos y con conexiones muy diferentes) gracias al uso de un mismo conjunto de protocolos: TCP/IP.

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1.3. Arquitectura de protocolo

En comunicaciones de datos, un protocolo es un conjunto de reglas y normas que permiten a dos entidades de un sistema de comunicación comunicarse

entre sí para transmitir información.

Los protocolos de comunicaciones de datos se ocupan de la comunicación a distintos niveles, desde el nivel físico (cómo se transmiten los ceros y unos de la información digital como señales eléctricas en un cable de cobre o como pulsos de luz en un cable de ﬁbra óptica), hasta niveles más altos, de red y transporte (deﬁniendo cómo se empaqueta la información, incluyendo direcciones de origen y destino y otros detalles).

E l modelo OSI, de Interconexión de Sistemas Abiertos, deﬁne una arquitectura para modelar toda la complejidad de un sistema de comunicación de datos. Consta de siete capas (Aplicación, Presentación, Sesión, Transporte, Red, Enlace de Datos y Física), en la que cada una se ocupa de un aspecto de la comunicación. En él, cada capa proporciona servicios mejorados a la capa inmediatamente superior, usando los servicios que le proporciona la capa inmediatamente inferior.

Hoy día el modelo de comunicación más utilizado, con gran diferencia, es aquel en el que el protocolo TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo Interredes) tiene un papel central, tanto en redes locales como en Internet.

El IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos) es el organismo que regula los distintos estándares para redes locales, metropolitanas y de área extensa, deﬁniendo tanto los protocolos a usar como las características físicas de los elementos de red y de interconexión a las redes.

En la siguiente tabla, a modo de ejemplo, se muestran algunos de los estándares más relevantes hoy día:

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Nombr e

Descripción

IEEE 802.3

Redes locales Ethernet

Existen variantes según la velocidad:

Ethernet 10 Mbps

Fast Ethernet 100 Mbps

Gigabit Ethernet (GbE, a 1Gbps o bien 10GbE a 16Gbps)

IEEE 802.11

LANs inalámbricas (WiFi)

Varias normas, para los distintos tipos de redes WiFi, que varían en su alcance, velocidad y frecuencias usadas

802.11 a (54 Mbps en banda de 5GHz)

802.11 b (11 Mbps en banda de 2.4GHz)

802.11.g (54 Mbps en banda de 2.4GHz)

802.11 n (hasta 300 Mbps en 2.4GHz y 5 GHz, mayor alcance)

802.11 ac (hasta 866 Mbps en 2.4GHz y 5GHz, máximo alcance)

IEEE 802.15

Redes inalámbricas de área personal (PAN)

Bluetooth, UWB, Zigbee. etc.

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IEEE 802.16

Redes Inalámbricas de área metropolitana (WMAN)

WiMAX, LMDS

Tabla 1. Estándares más relevantes.

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TCP/IP y el Modelo OSI

Textoscientíficos.com (s.f.). TCP/IP y el Modelo OSI [Publicación en web].

Este breve pero certero documento web presenta las funciones básicas del modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) y lo compara con el modelo real que se usa en Internet, de cuatro capas. Además, resume perfectamente la terminología referida a las unidades de datos de protocolo (PDUs) de cada capa (segmentos, paquetes, datagramas y tramas).

Accede al documento a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:

https://www.textoscientificos.com/redes/tcp-ip/comparacion-modelo-osi

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Informe sobre estado de Internet

Akamai (2019). Real-time web monitor [Publicación en web].

Interesante resumen del estado actual de Internet, realizado por Akamai, una de las plataformas más importantes en el ámbito de las redes de distribución de contenidos (CDN) a nivel mundial. Merece la pena acceder además a sus herramientas online de visualización georreferenciada en mapas del funcionamiento actual de Internet en tiempo real.

https://www.akamai.com/es/es/resources/visualizing-akamai/real-time-web- monitor.jsp?tab=traffic&theme=dark

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Deep Web vs the Dark Web

BrightPlanet (2017). Clearing up confusion- Deep Web vs Dark Web [Publicación en web].

En este artículo, elaborado por BrightPlanet, en inglés, se explican con detalle las diferencias existentes entre la Surface Web (Web superﬁcial), la Deep Web (Web Profunda) y la Dark Web, una parte de la web profunda, la «web oscura», en la que la mayoría de las actividades que en ella se desarrollan son presuntamente ilegales o delictivas.

https://brightplanet.com/2014/03/27/clearing-confusion-deep-web-vs-dark-web/

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Explicación del Modelo OSI

Visoalgt (15 de julio de 2013). Explicación del Modelo OSI [Archivo de video].

Clariﬁcador video, desarrollado por Visoal Corporation, en el que se explica el modelo OSI y su arquitectura en capas. En él se puede observar el ﬂujo de información entre dos sistemas y las funciones de cada una de las capas de este modelo.

Accede al video a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:

https://www.youtube.com/watch?v=WeP7zbuj36Q

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Entrevista a Kevin Mitnick

Olivera, M. (1 de enero de 2014). Entrevista a Kevin Mitnick en español. [Archivo de video].

Interesante entrevista a quien se ha considerado uno de los más grandes hackers de la historia de Internet. Fiel defensor de la técnica de la Ingeniería Social, escribió un famoso libro sobre el tema «el arte del engaño». Sobre él y sus técnicas se rodaron las películas Hackers (1, 2 y 3).

Accede al video a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:

https://www.youtube.com/watch?v=OQeyF75kuWk

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TIC en Colombia

TIC en Colombia (s.f.). Página web oficial.

Página oﬁcial del MinTIC que proporciona información ﬁable, y normalmente actualizada, de distintos indicadores relacionados con el uso de Internet.

Accede a la página a través del aula virtual o desde la siguiente dirección web:

https://colombiatic.mintic.gov.co/679/w3-channel.html

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Bibliografía

Forouzan, B. (2007). Transmisión de datos y redes de computadores (4ª ed.).

Madrid: McGraw-Hill.

Kurose, J. y Ross, K. (2010). Redes de computadoras: un enfoque descendente (5ª ed.). Madrid: Pearson.

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1. Un protocolo es un sistema de comunicación de datos:

2. En un sistema de comunicación de datos, el jitter:

3. En la comunicación semidúplex:

4. En una comunicación punto a punto:

5. En una topología en malla con n dispositivos de comunicación:

6. En una topología en bus:

7. Las principales categorías de redes son:

8. Un ISP:

9. En una arquitectura de protocolos organizada por capas:

10. Los paquetes de la capa de red se denominan: