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ZONA TÉCNICA PC
TEORÍA "PRÁCTICA" SOBRE
REDES
Objetivo del manual
El objetivo de este manual es tratar de
explicar de forma sencilla y práctica
qué son las redes, sus clases, cómo
funcionan, el protocolo utilizado, así
como los parámetros mas importantes que
intervienen en la configuración de una
red.
Introducción
● ¿Qué es una red de ordenadores?
- Un grupo
de máquinas autónomas interconectadas.
● ¿Para qué se usan las redes?
-
Principalmente, para compartir recursos,
en especial la información (los datos).
-
Asegurar la fiabilidad: más de una
fuente para poder elegir y decidir.
-
Para implementar de manera fácil y
flexible los recursos computacionales
(añadir a la red un equipo que aporte
más poder computacional).
-
Comunicación
Clases de redes
●
Podemos clasificar las redes en cuanto a
la tecnología de transmisión y el
tamaño
de las mismas.
● Tecnología de transmisión
- Broadcast. Un solo canal de comunicación
compartido por todas las máquinas. Un
paquete mandado por alguna máquina es
recibido por todas las otras.
- Point to point. Muchas conexiones entre
pares individuales de máquinas. Los
paquetes de A a B pueden atravesar
máquinas intermedias, entonces se
necesita el ruteo (routing) para
dirigirlos.
● Tamaño de red
-
Red "cruzada" (2 ordenadores): varios
metros.
-
LAN (local area network): 1 km.
-
MAN (metropolitan area network): 10 km.
-
WAN (wide area network): 100 km a 1.000
km.
-
Internet: 10.000 km.
LANs
-
Generalmente usan la tecnología
broadcast: un solo cable con todas las
máquinas conectadas.
-
El tamaño es restringido, así el tiempo
de transmisión del peor caso es
conocido.
-
La velocidades oscilan entre 10 a 100
Mbps (megabits por segundo; un megabit
es 1.000.000 bits).
WANs
-
Consisten en un grupo de hosts
(máquinas) o LANs de hosts conectados
por una subred.
-
La subred consiste en las líneas de
transmisión y los ruteadores, que son
dispositivos dedicados a enrutar.
-
Se mandan los paquetes de un ruteador a
otro. Se dice que la red es packet-switched
(paquetes ruteados) o store-and-forward
(guardar y reenviar).
Internet
-
Internet es una red de redes vinculadas
por gateways, que son computadores
dedicados a traducir formatos
incompatibles.
-
Internet es un ejemplo de una red
internet.
Redes inalámbricas
-
Una red inalámbrica usa radiofrecuencia,
microondas, infrarrojos y otros
mecanismos y dispositivos para
comunicarse.
-
Se pueden combinar las redes
inalámbricas con los ordenadores
portátiles, pero los dos conceptos son
distintos, es decir, un pc de sobremesa
no es portátil pero puede trabajar
inalámbricamente, por lo que no siempre,
la tecnología inalámbrica equivale a
portátil.
EJEMPLO:
Inalámbrico |
Móvil |
Aplicación |
No |
No |
Workstation (Pc o estación de trabajo fija) |
No |
Si |
Pc portátil |
Si |
No |
Red LAN en un edificio antiguo sin cableado físico adecuado |
Si |
Si |
PDA (personal digital assistant) para
usos varios |
TCP/IP (Un poco de historia)
Son los dos protocolos más importantes del grupo de protocolos utilizados en
internet. La principal ventaja de TCP/IP (Transmission Control Protocol/
Internet Protocol), es que permite interconectar microordenadores, minis y
mainframes, que utilicen sistemas operativos distintos sobre redes locales y
redes de área extensa (WAN). Pero el gran impulsor de estos protocolos ha sido
el auge de Internet en la actualidad.
TCP/IP se desarrolló en 1972 por el Departamento de Defensa de E.E.U.U
("ARPANET"). Años después, una red militar denominada "MILNET", que
formaba parte de "ARPANET", se separó para convertirse en lo que posteriormente
sería Internet.
El protocolo IP, pertenece a la capa de red del modelo OSI. Las
aplicaciones que lo usan trabajan de forma transparente, ya que no necesitan
saber en cada instante qué hardware está conectado a la red en cada momento.
Esta ventaja permite también que las aplicaciones se ejecuten en distintas
arquitecturas de red, que usen dicho protocolo.
Las Redes TCP/IP
Dentro de una red de ordenadores se pueden distinguir dos características
fundamentales: la topología o distribución física de los puestos (en anillo, en
bus o estrella) y el protocolo utilizado. Uno de los protocolos más comunes para
redes locales es el TCP/IP (Transmission Control Protocol/ Internet
Protocol) que es además el mismo protocolo empleado en Internet.
En una red TCP/IP los ordenadores se identifican mediante un conjunto de
cuatro números separados por puntos que se denomina dirección IP (IP address).
Una dirección IP válida sería por ejemplo 192.0.3.1. Cada uno de los
números puede tomar valores entre 0 y 255. La identificación de
los ordenadores de la red es necesaria para poder controlar el flujo de datos,
ya que de este modo se conoce con exactitud el origen y el destino de estos
datos.
Topología de las redes LAN
La topología de la red LAN la define el hardware. Hay tres topologías
básicas:
1) Estrella (star):
Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen
todas las líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el
hub. Los sistemas host-terminales también usan una topología estrella, con el
host en el centro, pero se diferencian por la forma de comunicación.
En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o
pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en
los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre
dos estaciones es directa; en un sistema con host, un terminal se comunica con
el host y el host con el otro.
(Fig. 1 Red en "Estrella")
2) Bus:
En esta topología hay un cable que
recorre todas las máquinas sin formar
caminos cerrados ni tener bifurcaciones.
Eléctricamente, un bus equivale a un
nodo pues los transceptores de todas las
máquinas quedan conectados en paralelo.
A los efectos de mantener la impedancia
constante en el cableado de la red, se
deben conectar obligatoriamente dos
"terminadores" en ambos extremos del
cableado de la misma.
(Fig. 2 Red en "Bus")
3) Anillo:
En este caso, las líneas de comunicación
forman un camino cerrado. La información
generalmente recorre el anillo en forma
unidireccional, cada máquina recibe la
información de la máquina previa, la
analiza, y si no es para ella, la
retransmite a la siguiente.
(Fig. 3 Red en "Anillo")
Direcciones IP y máscaras de subred
En una red la dirección IP debe
ser distinta en cada ordenador. Los
números que componen una dirección IP
indican las divisiones dentro de la red,
de modo que el último número es el que
distingue a los ordenadores
individuales.
En una red local, o una parte de una red
mayor es preciso indicar qué valores de
la dirección IP varían de un
ordenador a otro. Para ello es preciso
introducir una máscara de subred.
Por ejemplo, en una red con cinco
ordenadores se podrían asignar los
números siguientes a cada uno de los
puestos:
La máscara de subred indica cuál
de los cuatro valores cambia en los
puestos de la red, en este caso, el
último. En la posición que varía se
introduce el valor 0 y en las demás el
valor 255. En el caso anterior el
parámetro necesario sería 255.255.255.0.
(Nota: en Windows Xp, al escribir una
dirección IP válida se obtiene
automáticamente la “Mascara de subred”
por lo que no es necesario introducirla
manualmente)
Puerta
de enlace
La puerta de enlace o "gateway",
se trata de la dirección de un enrutador
IP local de la misma red que el equipo
en cuestión y se utiliza para reenviar
el tráfico a los destinos que están
fuera de la red local. Los valores
válidos deben estar entre 0 y
255.
Asimismo, una puerta de enlace o gateway
es un enrutador que conecta segmentos de
red IP diferentes. Por ejemplo, un
segmento de red podría necesitar una
puerta de enlace para conectarse a otro
segmento de red, a una red de área
extensa (WAN) o a Internet.
La dirección de la puerta de enlace es
la misma que la dirección IP del equipo
pero con el último grupo cambiado ya que
es ahí donde se define el número que le
corresponde al “router” de la red local
o LAN. (Como norma general, se asignará
el valor válido mas alto de modo que el
resto quede disponible para los equipos.
Ejemplo:
Direcciones de servidor DNS (Domain Name
System)
DNS preferido es la dirección IP del servidor DNS preferido
o principal del equipo. Dicho servidor se utiliza en primer lugar para resolver
en direcciones IP los nombres DNS que consulta el equipo y no se pueden resolver
mediante la información de resolución de nombres local (como nombres DNS en la
caché o nombres contenidos en un archivo Hosts).
DNS alternativo es la dirección IP del servidor DNS secundario
o alternativo del equipo. Este servidor se utiliza si el servidor DNS preferido
es inaccesible o no puede resolver nombres DNS en direcciones IP para los
nombres DNS que consulta el equipo.
Ambos DNS los proporciona el proveedor de Internet que tengamos.
Direccionamiento IP
El protocolo TCP/IP utiliza una dirección de 32 bits para
identificar una máquina (host) y la red a la cual está conectada. Únicamente el
"NIC" (Centro de Información de Red) o Internet asignan las direcciones
IP, aunque si una red no está conectada a Internet, ésta podría determinar su
propio sistema de numeración.
Las direcciones IP son 4 grupos de 8 bits, con un total de 32 bits
(Desde el bit nº 0 al bit nº 31). Por comodidad estos bits se representan como
si estuviesen separados por un punto, siendo válidos el “0” como valor
mínimo y “255” como el valor máximo.
Las direcciones IP se introducen en formato decimal (números normales) aunque no
estaría de más, saber que en realidad es el código binario el que hace funcionar
todo esto. Así cuando tecleamos “255”, el Pc lo interpreta como 8 unos
(11111111) en código binario (Recuerda, IP= 4 grupos de 8 bits)
Hay 4 clases para la dirección IP, cada una de las cuales se utilizan
dependiendo del tamaño de la red que se necesite. Los cuatro formatos,
Clase A hasta Clase D (aunque últimamente se ha añadido la Clase E
para un futuro) se podrían representar de la siguiente forma:
CLASE "A"
CLASE "B"
CLASE "C"
CLASE "D"
Conceptualmente, cada dirección está compuesta por un par (Red o Netid
y Dirección Local o Hostid), en donde se identifica la red y el
host dentro de la red.
La clase de Red se identifica fácilmente mediante la Máscara de Subred (En
Windows XP al introducir una IP válida, se genera automáticamente la Máscara de
Subred)
REDES CLASE “A”
Las direcciones IP de Clase A (unidifusión) corresponden a redes grandes
con muchas máquinas. Tienen 7 bits para definir las Redes y 24
bits para las Direcciones locales o Host (El 1º bit se usa para
diferenciar las subredes). El rango de direcciones IP (en decimal) van
desde 1.0.0.0 hasta el 126.0.0.0, esto permite configurar
teóricamente 126 Redes con 16.777.216 Host (Pc´s) en cada una. La Máscara de
Subred que le corresponde es 255.0.0.0.
(Nota: el rango de IP no va desde 0.0.0.0 hasta el 127.0.0.0 porque ambas
direcciones están “reservadas”)
REDES CLASE “B”
Las direcciones IP de Clase B (unidifusión) corresponden a redes de
tamaño intermedio. Tienen 14 bits para definir las Redes y 16
bits para las Direcciones locales (Los 2 primeros bits se usan para
diferenciar las subredes). El rango de direcciones IP (en decimal) varían desde
el 128.0.0.0 hasta el 191.255.0.0. Esto permite tener en teoría
16.384 redes con 65.536 host en cada una. La Máscara de Subred que le
corresponde es 255.255.0.0.
REDES CLASE “C”
Las direcciones IP de Clase C (unidifusión) corresponden a redes de
pequeño tamaño (por así decirlo) y son las más usuales. Tienen 21 bits
para definir las Redes y sólo 8 bits para las Direcciones
locales (Los 3 primeros bits se usan para diferenciar las subredes). Las
direcciones IP (en decimal) de esta clase están comprendidas entre 192.0.0.0
y 223.255.255.0, lo que permite en teoría 2.097.152 redes con 256 host en
cada una. La Máscara de Subred que le corresponde es 255.255.255.0.
REDES CLASE “D”
Por último, las direcciones IP de Clase D se usan con fines de “multidifusión”,
cuando se quiere una difusión general a un grupo específico de dispositivos de
la misma red. El rango es desde 224.0.0.0 hasta 239.255.255.255.
Cabe decir, que las direcciones de Clase E (aunque su utilización será futura)
comprenden el rango desde 240.0.0.0 hasta el 247.255.255.255.
CONCLUSIÓN (Direccionamiento IP)
A partir de una dirección IP, una red puede determinar si los datos se enviarán
a través de una compuerta (GATEWAY o ROUTER) o no. Obviamente, si la dirección
de la red es la misma que la dirección actual (enrutamiento a un dispositivo de
red local, llamado host directo), se evitará la compuerta; pero todas las demás
direcciones de red se enrutarán a una compuerta para que salgan de la red local.
La compuerta que reciba los datos que se transmitirán a otra red, tendrá
entonces que determinar el enrutamiento en base a la dirección IP de los datos y
una tabla interna que contiene la información de enrutamiento.
Otra de las ventajas que ofrece el direccionamiento IP es el uso de direcciones
de difusión (broadcast addresses), que hacen referencia a todos los host de la
misma red. Según el estándar, cualquier dirección local (hostid) compuesta toda
por 1 (unos) está reservada para difusión (broadcast). Por ejemplo, una
dirección que contenga 32 "unos" (1) se considera un mensaje difundido a todas
las redes y a todos los dispositivos. Es posible difundir en todas las máquinas
de una red alterando a "unos" toda la dirección local o de anfitrión (hostid),
de manera que la dirección 147.10.255.255 para una red de Clase B se recibiría
en todos los dispositivos de dicha red; pero los datos no saldrían de dicha red.
RESUMEN DE LAS CARACTERÍSTICAS DE LAS CLASES
DE REDES
CLASE
|
MÁSCARA SUBRED
|
A
|
255.0.0.0
|
B
|
255.255.0.0
|
C
|
255.255.255.0
|
CLASE
|
FORMATO
|
RANGO DIRECCIÓN IP
|
Nº REDES (Teórico)
|
Nº HOSTS (Teórico)
|
A
|
Red.Host.Host.Host
|
1.0.0.0 a 126.0.0.0
|
126
|
16.777.216
|
B
|
Red.Red.Host.Host
|
128.0.0.0 a 191.255.0.0
|
16.384
|
65.536
|
C
|
Red.Red.Red.Host
|
192.0.0.0 a 223.255.255.0
|
2.097.152
|
256
|
DIRECCIONES DE RED RESERVADAS:
000.xxx.xxx.xxx
127.xxx.xxx.xxx (reservada como la propia máquina)
128.000.xxx.xxx
191.255.xxx.xxx
192.000.000.xxx
223.255.255.xxx
DIRECCIONES DE HOST RESERVADAS:
xxx.000.000.000
xxx.255.255.255
xxx.xxx.000.000
xxx.xxx.255.255
xxx.xxx.xxx.000
xxx.xxx.xxx.255
se utilizan para identificar a la red propia
se usa para enmascarar
RANGOS IP PRIVADOS (Seguros)
Direcciones IP que según los expertos se pueden usar
sin el menor problema en los tipos “A”, “B” y “C”
Dirección Ip
(Rango) |
Mascara subred |
Tipo |
10.0.0.0 |
255.0.0.0 |
A |
172.16.0.0 |
255.255.0.0 |
B |
192.168.0.0 |
255.255.255.0 |
C |
CÁLCULO TEÓRICO DEL Nº DE REDES Y HOST
CLASE “A”
Sabemos que las direcciones IP para esta clase, van desde la 1.0.0.0 hasta la
126.0.0.0 y teniendo en cuenta su formato Red.Host.Host.Host (1 grupo para Red y
3 grupos para Host), tomamos 1 y 126 como los valores posibles en cuanto a
número de redes, dando un resultado total teórico de 126 Redes.
En cuanto al nº de Host, tendríamos 3 grupos con valores posibles entre 0 y 255,
por lo que el total teórico sería 256x256x256= 16.777.216 Host
(Nota: obsérvese que entre 0 y 255 hay 256 valores)
CLASE “B”
Rango IP desde 128.0.0.0 hasta 191.255.0.0
Formato Red.Red.Host.Host (2 grupos para Red y 2 grupos para Host)
1º grupo de Red: de 128 a 191 hay 64 valores
2º grupo de Red: de 0 a 255 hay 256 valores
Total teórico: 64x256= 16.384 Redes
1º grupo de Host: de 0 a 255 hay 256 valores
2º grupo de Host: de 0 a 255 hay 256 valores
Total teórico: 256x256= 65.536 Host
CLASE “C”
Rango IP desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.0
Formato Red.Red.Red.Host (3 grupos para Red y 1 grupo para Host)
1º grupo de Red: de 192 a 223 hay 32 valores
2º grupo de Red: de 0 a 255 hay 256 valores
3º grupo de Red: de 0 a 255 hay 256 valores
Total teórico: 32x256x256= 2.097.152 Redes
1º grupo de Host: de 0 a 255 hay 256 valores
Total teórico: 256x1= 256 Host
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Este manual se creó y publicó por primera vez en Abril de 2006. Este manual es
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