Teoría de redes

Conceptos básicos Internet es una red de ordenadores interconectados mediante cables, fibra óptica, u ondas de radio. Pero en realidad no es exactamente una red, sino un conjunto de redes interconectadas.

Conceptos básicos LA INFORMACIÓN NO SE TRANSMITE DE FORMA CONTINUA, SINO EN PAQUETES DE DATOS. ES SIEMPRE INFORMACIÓN DIGITAL (DATOS BINARIOS, “1” O “0”

Paquetes La composición de los paquetes, la forma en que se envían, transmiten, reciben, siguen una serie de reglas (protocolo). En Internet el principal protocolo TCP-IP (Protocolo de Control de Transmisión– Protocolo de Internet). Los paquetes en su mayoría siguen dos protocolos: TCP y UDP (Protocolo de Datagramas de Usuario).

TCP TCP es un protocolo para manejar conexiones de extremo a extremo, controladas. Es el más usado.

UDP UDP es un protocolo para comunicaciones sin conexión previa, sin confirmación, ni orden ni control de flujo.

Paquetes Datos en cada paquete: Dirección IP del remitente Dirección IP del destinatario Tipo de información (puerto) Dirección MAC del remitente/receptor (a veces) Información de control de flujo (mínima en los UDP). Información a transmitir (datos). En los paquetes TCP viaja mucha más información que en los UDP

Dirección MAC La dirección MAC (Media Access Control) o física es un número con 12 cifras hexadecimales. Cada interfaz de comunicaciones de cada aparato tiene una propia y única, grabada por el fabricante.

Dirección IP IPV4: 4 NÚMEROS (DEL 0 AL 255, 28) SEPARADOS POR PUNTOS: 10.227.84.34 216.58.201.131 IPV6: 6 NÚMEROS, TODAVÍA SIN IMPLEMENTAR Es el “número de teléfono” de cada ordenador. En una misma red nunca puede repetirse la misma IP Se reparte por compañía proveedora de servicios/país; y luego de forma geográfica por centrales.

Las IP de los servidores (páginas web) son IP fijas o estáticas, las de los clientes (usuarios) suelen ser dinámicas: cambian cada vez que nos conectamos a la red (encendemos el router o el móvil).

DHCP El proceso por el que nos asignan IP dinámica se llama DHCP. Cada vez que conectamos datos del móvil, o encendemos el router o un ordenador si no hemos asignado IP estática se realiza un DHCP.

DNS En los navegadores usamos direcciones alfabéticas (URL) para conectar con servidores: http://www.google.es Los servidores DNS (Sistema de Nombres de Dominio) convierten ese texto en una dirección IP. Son guías telefónicas dinámicas que se actualizan constantemente. Se asignan manualmente u obtienen de forma automática con el DHCP

PUERTOS Un ordenador puede estar conectado con otros aparatos por varios caminos: se les llama puertos (puertos USB, ethernet, VGA, etc). Similarmente, un dispositivo con IP puede mantener diferentes conexiones virtuales (flujo de paquetes) con otros dispositivos: puertos lógicos

PUERTOS Así que en cada paquete irá la IP y un número del 0 al 65.535 (216 =65.536): el puerto. Del 0 al 1023 se reservan para protocolos: 10.227.84.101:80 servidor web (http) 10.227.84.101:443 servidor seguro (https) 10.227.84.101:21 servidor FTP (Filezilla) Del 1024 al 49.151 son para aplicaciones (tienen que reservarlas en un organismo, el IANA): WhatsApp: puertos 5222, 5223, 5228 y 5242 BitTorrent: puertos 6881 al 6999 Del 49.152 al 65.535 están libres para conexiones temporales peer-to-peer (p2p: conexión bidireccional entre sólo dos ordenadores).

¿PARA QUE SIRVEN LOS PUERTOS? Diferencian los paquetes según el tipo de información que llevan, eso permite que: Se distribuyan paquetes a las aplicación correspondiente en cada caso El Firewall sólo deje pasar paquetes asociados a puertos y aplicaciones autorizados El PC gestione mejor los paquetes (buffering, prioridades). Para que los router puedan hacer NAT

Pero también permite que se bloqueen o prioricen ciertos tipos de paquetes: Censura en la red (censura de DNS o de cierto tipo de aplicaciones como el P2P). Bloqueo de aplicaciones (Skype en móviles). Ofrecer sólo ciertos servicios (datos para WhatsApp) o cobrar de más por ellos. Todo eso viola el principio de NEUTRALIDAD DE RED

Hardware - SWITCH Un switch conecta los ordenadores de una LAN (red de área local). El swtich recoje los paquetes de los diferentes ordenadores y los saca por un flujo único, normalmente a mayor velocidad. Los paquetes son los mismos, él se limita a concentrarlos y decidir cuáles tienen preferencia si hay atasco. Si se quiere conectar los ordenadores a otras redes LAN se utilizará un router.

Hardware - ROUTER Un router conecta redes locales (LAN) entre sí y a otras redes mayores (Internet) Además, permite que varios ordenadores se conecten a Internet usando una sola línea y una sóla IP, como si fueran uno solo. Hacia afuera (Internet) todos tienen una sola IP (IP pública). Dentro de la LAN cada uno tiene su propia IP (IP privada)

Router - NAT Este proceso se llama NAT (traducción de nombres de red). El router convierte las direcciones privadas en puertos de la dirección pública dentro de cada paquete

Router - NAT Paquetes salientes: de 192.168.1.3:80 a 4.125.224.72:80 Lo convierte en: de 8.7.82.2:200 a 4.125.224.72:80 Y lo guarda en una tabla para el paquete de respuesta

Router - NAT En los paquetes originados fuera de la LAN el router no sabe a qué IP privada van. Es necesario hacer previamente port-forwarding (redirección de puertos)

MODEM Los ordenadores (nodos) envían los datos (“1” y “0”) en formato Ethernet Las velocidades irán desde los 10 Mbs hasta los 10Gbs; los niveles de señal desde 1V hasta 0,13V

MODEM Con esos niveles y velocidades se alcanzan apenas cientos de metros (100 m a alta velocidad). Para mayores distancias se usan MODEM, aparatos que modulan los datos para enviar a larga distancia, y demodulan los datos recibidos pasándolos protocolo Ethernet.

MODEM Los más habituales: Módem ADSL: puede enviar datos hasta 3-4 km por cable telefónico. Velocidades de hasta 24 Mbs de bajada y 3,5 Mbs de subida. Modem Wifi: envía datos por radio (2,4 GHz y 5 GHz): hasta centenares de metros y velocidades entre 11 Mbs y 300 Mbs. Modem de telefonía móvil: alcanza decenas de kilómetros con velocidades de entre 0,5 Mbs a los 100 Mbs de la 4G (1 Gbs en reposo)