Este documento proporciona una introducción a las redes, incluyendo los tipos de redes, elementos, topologías, tecnologías y modelos OSI y TCP/IP. También resume brevemente la historia de Internet y los principales servicios disponibles a través de redes TCP/IP como la web.

1. Esta obra está bajo una licencia de Creative Commons . Autor: Jorge Sánchez Asenjo (año 2005) http://www.jorgesanchez.net email:info@jorgesanchez.net Esta obra está bajo una licencia de Reconocimiento-NoComercial-CompartirIgual de CreativeCommons. Para ver una copia de esta licencia, visite: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/2.0/es/ o envíe una carta a: Creative Commons, 559 Nathan Abbott Way, Stanford, California 94305, USA. Tema 2

2. Temas Introducción a las redes Redes TCP/IP Historia de Internet Servicios de las redes TCP/IP Niveles de las redes TCP/IP Implementación de redes TCP/IP La web

3. Introducción a las redes Tipos de redes Redes locales (LAN) Los ordenadores se encuentran el mismo edificio. Velocidades altas Redes globales (WAN) Ordenadores a gran distancia Velocidades lentas

4. Introducción a las redes Elementos de las redes Elementos de la conexión Medio físico. Cable, infrarrojos, ondas Protocolo : Normas que se siguen en la comunicación para el envío y la recepción de los datos Ordenador 1 Ordenador 2 Adaptadores de red. Módem, tarjeta de red,...

5. Introducción a las redes Adaptadores de red Convierte los datos del ordenador a señales transportables por el medio Convierte las señales que se recibe del medio a datos compatibles con el ordenador Controla el flujo entre el ordenador y el medio

6. Introducción a las redes A daptadores de red Pueden ser internos o externos Se debe comprobar su compatibilidad con el tipo de medio y red a conectar Se debe comprobar su compatibilidad con el sistema operativo

7. Introducción a las redes Medio físico. Cables Pares trenzados UTP. Sin apantallar STP. Apantallados Coaxiales ThinNet. ThickNet. Fibra óptica

8. Introducción a las redes Medio físico. Redes Inalámbricas ( Wireless ) Infrarrojos Requiere línea de visión sin obstáculos Interfieren otras luces Radiofrecuencia Se usan frecuencias de radio para transmitir y enviar información IEEE 802.11 es la norma que más se usa para estas redes

9. Introducción a las redes Topologías de red Bus Terminador de bus

10. Introducción a las redes Topologías de red Estrella Hub

11. Introducción a las redes Topologías de red Anillo

12. Introducción a las redes Tecnologías de red Ethernet Utiliza el método CSMA/CD (Acceso múltiple con detección de portadora / detección de colisión 10BaseT. 10 Mbps sobre cable trenzado 100BaseT. 100 Mbps Gigabit Ethernet. 1 Gbps normalmente sobre fibra óptica (1000BaseX)

13. Introducción a las redes Tecnologías de red Token Ring Usa topología de anillo De 4 a 16 Mbps Usa el método de paso de testigo con el que transmiten las estaciones que poseen el testigo

14. Introducción a las redes Tecnologías de red FDDI. Fibber Distributed Data Interface Es una versión de Token Ring pensada para utilizar fibra óptica Usa dos anillos para que si falla uno se pueda utilizar el otro La velocidad puede llegar hasta 600 Mbps (lo normal es 100 Mbps)

15. Introducción a las redes Tecnologías de red Frame Relay Se utiliza para conectar redes mediante líneas dedicadas Trasmite paquetes de anchura variable Usa conmutación rápida de tramas El acceso es punto a punto y se usa para conectar LANs Alcanza velocidades altísimas Se basa en X25

16. Introducción a las redes Tecnologías de red ATM. Asynchronus Transfer Mode Está especialmente pensado para transferir multimedia Se basa en Frame Relay , pero usa longitud fija de trama Usa acceso punto a punto mediante equipos switch Velocidad de 155 a 622 Mbps

17. Introducción a las redes Ampliar las redes Hubs. Conectan ordenadores en topología de estrella Pueden tener capacidades de amplificar la señal Aseguran la integridad de la señal Puentes (Bridges ). Permiten el paso de datos entre diferentes LAN que utilizan el mismo protocolo Comprueba las direcciones físicas Permiten dividir redes locales para reducir su tráfico

18. Introducción a las redes Ampliar las redes Switches . Muy parecidos a los puentes, dividen el tráfico de una red local Realizan un control más avanzado del ancho de banda Aceleran la red Routers . Encaminan los datos entre LANs y/o WANs Dan más funcionalidad ya que determinan la red a la que van los paquetes y su mejor ruta Permiten compartir una sola conexión WAN a toda una red local

19. Introducción a las redes Ampliar las redes Pasarelas ( gateways ). Conectan redes de diferente protocolo ( Token ring y Ethernet por ejemplo) Son intérpretes entre protocolos

20. Introducción a las redes Redes de acceso Red telefónica (RTC o RTB) Usa cable de pares de cobre No estaba pensado para transmitir datos. Es analógica Requiere módem analógico Alcanza hasta 56 Kbps (28 Kbps de bajada y otros 28 de subida)

21. Introducción a las redes Redes de acceso RDSI (ISDN) Estándar para el envío de datos multimedia La RDSI normal usa dos canales de 64 Kbps Hay otra RDSI (RDSI-BA), basada en ATM con hasta 25 canales, de 64 Kbps

22. Introducción a las redes Redes de acceso ADSL Tecnología que aprovecha más el cable telefónico normal para producir transmisiones a muy alta velocidad Requiere un adaptador de red que conecta el equipo con un router o un módem ADSL

23. 1.1 Introducción a las redes Redes de acceso Cable Usa una red troncal de fibra óptica y llega a los subscriptores mediante cable coaxial u óptico Requiere un módem de cable Otras Satélite PLC

24. Introducción a las redes Protocolos Protocolos abiertos Escritos para intentar buscar estándares No son propiedad de ninguna empresa Privados o propietarios Los desarrollan empresas concretas Se utilizan en redes con tecnología comprada a una empresa

25. Introducción a las redes Modelo OSI OSI ( Open System Interconection ) es una arquitectura abierta creada por ISO Se definió en 1977 y se empezó a usar en 1983 Sigue siendo el modelo estándar de comunicaciones Define siete niveles que estructuran la comunicación digital

26. 1.1 Introducción a las redes Modelo OSI La información atraviesa los siete niveles hasta llegar al medio físico Cuando llega al destino, se atraviesan los siete niveles en orden inverso Para que dos niveles de un mismo sistema se puedan comunicar se requiere un interfaz que usa hardware y software Los niveles se comunican mediante procesos ( daemons ) y utilizan el mismo formato de datos conocido como PDU

27. 1.1 Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 7 Aplicación . Usa aplicaciones para acceder al software de comunicaciones y viceversa Es el nivel más cercano al usuario Servicios: Gestión de aplicaciones Gestión del sistema (archivos, recursos físicos,...) Gestión de usuarios

28. Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 6 Presentación. Añade un formato común para representar los datos Prepara los datos de forma adecuada para su transmisión Funciones: Compresión de texto e imágenes Cifrado de datos Emulación de terminales remotos

29. Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 5 Sesión. Establece los canales de comunicación Genera los elementos necesarios para establecer una sesión de red (el medio en el que las aplicaciones de red se comunican) Funciones: Establecer puntos de sincronización, y estructuración de los datos Establecer conexión Liberar conexión

30. Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 4 Transporte. Se encarga de controlar la comunicación entre las redes Establece mecanismos fiables para el intercambio de datos Funciones: Control de errores Control de paquetes

31. Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 3 Red. Se encarga de transmitir los datos Funciones: Conexión y desconexión de las redes Sincronización y control del flujo de información Detección de errores en la transmisión Encaminamiento

32. Introducción a las redes Modelo OSI .Niveles 2 Enlace. Se divide en dos: LLC y MAC LLC determina la comunicación con el nivel de red MAC determina la forma de acceso al medio 1 Físico Coloca los datos en el medio Tiene en cuenta los aspectos físicos y eléctricos del medio

33. Introducción a las redes Modelo OSI . Características En cada nivel uno o más protocolos se encargan de traducir los datos hacia el siguiente nivel De tal manera que sobre los datos actúan una pila de protocolos ( protocol stack )

34. Redes TCP/IP Características Es una arquitectura abierta Es la más exitosa Se basa en OSI, pero sólo usa cuatro niveles y sus protocolos son distintos Abarca todo tipo de redes

35. Redes TCP/IP Comparación con OSI http, FTP, Telnet, SMTP Modelo TCP/IP Aplicación VTP, FTAM, X400 Modelo OSI Aplicación ISO 8823 Presentación ISO 8823 Sesión ISO 8823 Transporte TCP, UDP Transporte ISO 8473 Red LLC Enlace MAC 802.X, LAN Físico IP. ICMP, IGMP, ARP Internet ATM, Ethernet, PPP, X25, SLIP,... Interfaz de Red

36. Redes TCP/IP Intranet / Intranet /Extranet Internet Es la red global de comunicación entre redes más grande del mundo Su protocolo es el TCP/IP Permite el acceso de cualquier usuario Abarca a todo el planeta Es una red pública

37. Redes TCP/IP Intranet / Intranet /Extranet Intranet Es una red corporativa que usa arquitectura TCP/IP Los usuarios son los miembros de la empresa Es una red privada La información es propiedad de la empresa

38. Redes TCP/IP Intranet / Intranet /Extranet Extranet Es una extensión de la anterior Es una Intranet que permite el acceso a usuarios que no son miembros de la empresa pero a los que se autoriza la entrada Normalmente forman una Extranet un conjunto de empresas relacionadas

39. Historia de Internet 1957. Se lanza el Sputnik . EE.UU. Funda ARPA. 1963. Aparece el código ASCII 1968. Primera red por conmutación de paquetes. 1969. Se funda ARPANet . Kleinrock realiza una prueba exitosa de conexión entre ordenadores . 4 nodos forman ArpaNet . La Universidad de California idea los RFCs

40. Historia de Internet 1970. Kevin MacKenzie inventa el primer emoticón :-) (significa  ) 1971 . Comienza el Proyecto Gutemberg 1972 . Ray Tomlinson crea el primer programa de e-mail y la notación usuario@dominio 1973 . Bob Kahn y V i n t on Cerf desarrollan TCP/IP Inglaterra y Noruega unen computadoras a ARPANet . Hay unas 100 computadoras conectadas. Aparecen las redes locales Ethernet

41. Historia de Internet 1979. Aparece UseNet . La red de los grupos de debate 1980 . Hay 212 computadoras conectadas. 1981. Unix incorpora TCP/IP 1983. Se impone TCP/IP como protocolo único en ArpaNet ArpaNet se divide en dos. Ya se habla de Internet

42. Historia de Internet 1984. Aparece el sistema DNS 1985. 2000 computadoras conectadas 1986. Se funda NSFNet . Hay 10000 computadoras 1988. El gusano Morris afecta a 6000 de las 60000 computadoras conectadas. Se crea un centro de emergencia (el CERT) 1989. Tim Bernes Lee idea la World Wide Web. Jarkko Oikanen idea el chat .

43. Historia de Internet 1990. Se desmantela ARPANet . Aparece la Red Iris. España se conecta a Internet. 1991. 350.000 computadoras conectadas, 1000 son españolas 1992. Se crea la Internet Society (ISOC). El número de usuarios se dobla cada tres meses. Se crea el ESNIC. Un millón de computadoras conectadas Primeros servidores www españoles 1993. Se crea InterNIC . Aparece el navegador Mosaic 10000 computadoras españolas en Internet

44. Historia de Internet 1994. Vladimir Levin desde San Petersburgo asalta al CityBank . Hay 13 servidores web en España (en el mundo hay unos 500) Aparece yahoo ! 1995. Aparecen los navegador Netscape . Aparece el Real Audio . Aparece Internet Explorer. NSF abandona la gestión de la red troncal. Aparece el lenguaje Java . La mitad de los españoles no han oído hablar de Internet Aparece Olé! Inspirado en yahoo!

45. Historia de Internet 1996 . Entra en funcionamiento Infovía . Hay más de diez millones de computadoras en Internet (en España 100.000) Comienza la guerra de navegadores entre Netscape y Microsoft Aparece la telefonía por Internet ( Internet Phone) 1997 . 16 millones de computadoras conectadas. Aparecen alternativas a Infovía . Algunos proveedores regalan el acceso a Internet Empieza a ofrecerse el ADSL

46. Historia de Internet 1998. Se crea el ICANN Empieza a hablarse del e-commerce Se elimina Infovía y aparece Infovía Plus El juicio Clinton-Lewinsky se convierte en todo un acontecimiento en Internet Juicio anti -monopolio contra Microsoft Se crea Google 1999. 50 millones de computadoras conectadas El contenido de Internet desborda Los buscadores no son capaces de buscar más del 50% del contenido Aparece Terra . Empieza la guerra de los portales

47. Historia de Internet 2000. El virus I Love You contagia a millones de ordenadores en todo el mundo Se desarrolla Internet2 para el mundo científico Ante la demanda de nombres, la ICANN lanza nuevas terminaciones Google desbanca a yahoo! Como principal buscador de Internet 2001. Se ilegaliza Napster Los atentados del 11 de Septiembre colapsan la web

48. Historia de Internet 2002 Se empieza a popularizar la tarifa plana en España Se popularizan los servicios P2P como Kazaa o e-mule 2003. Sentencia a favor de Kazaa Se estima que se descargan ilegalmente más de 2000 millones de archivos al mes Crisis del spam Microsoft anuncia que no habrá más versiones de Internet Explorer

49. Historia de Internet 2004 El virus MyDoom contagia 1 de cada 12 mensajes de correo electrónico Hay 924 millones de usuarios de Internet (13,4 millones en España, 184 millones en Estados Unidos y 100 millones en China) La banda ancha crece espectacularmente en España 2007 Se esperan 1350 millones de usuarios en Internet

50. La Web (www) Examinar información Descargas Correo web Banca electrónica Subastas Correo electrónico (e-mail) Grupos de debate ( news ) Transferencia de archivos ( ftp ) Conexión remota ( telnet ) Charlas ( chat ) Videoconferencia Juegos en línea Redes TCP/IP Servicios de las redes TCP/IP

51. Redes TCP/IP Niveles Aplicación Aplicación Transporte Internet Interfaz de red Internet RED1 Pasarela RED2 Transporte Internet Interfaz de red Interfaz de red Mensaje Paquete Datagrama Datagrama Trama Trama

52. Cada host de Internet debe poseer una dirección única. Estas direcciones identifican al host y a la red en la que está Son 32 bits que se representan por cuatro números decimales separados por un punto. Cada número es del 0 al 255 La red poseerá una dirección y cada host poseerá una dirección dentro de esa red Implementación de redes TCP/IP. Direcciones IP

53. Implementación de redes TCP/IP. Direcciones IP 192.168.2.0 Dirección de red 192.168.2.1 192.168.2.2 192.168.2.3 192.168.2.4 Direcciones de host

54. Clase A. Se usan para redes con muchísimos hosts Permite 126 redes con hasta 16 millones de hosts Direcciones 0-127.y.y.y Clase B Asignadas a redes de tamaño medio Permite 16000 redes con hasta 65000 ordenadores Direcciones 128-191.x.y.y Clase C Redes pequeñas 2 millones de redes con 255 hosts Direcciones 192-223.x.x.y Implementación de redes TCP/IP. Direcciones IP

55. Implementación de redes TCP/IP. Subredes Router 192.1.0.8 192.1.0.13 192.1.0.3 192.1.0.0 128.10.0.25 192.1.0.30 128.10.0.0 128.10.0.2 128.10.0.8 128.10.0.21 128.10.0.17 128.10.0.15

56. Sirven para diferenciar la dirección de red respecto a la dirección de cada host. Es un número que al multiplicarse de forma binaria por cualquier número de host en la red, deja sólo el número de red Ejemplo: Dirección IP: 10.50.100. 200 Máscara de subred: 255.255.255 .0 Resultado: 10.50.100 .0 Implementación de redes TCP/IP. Máscaras de subred

57. El primer número de la red no puede ser 127 Un host no puede tener todos sus números con 255 (eso sirve para hacer broadcast) Tampoco puede tener todos los números ceros Cada número de host debe ser único en la misma red Implementación de redes TCP/IP. Normas de direccionamiento

58. Fue una iniciativa de Cisco Systems de acuerdo con la IANA para utilizar direcciones de Intranet Estas direcciones son: 192.168.x.x De 172.16.x.x a 172.32.x.x 10.x.x.x Ninguna de estas direcciones se utiliza en Internet sólo sirven para Intranets Implementación de redes TCP/IP. NAT

59. Las direcciones que se siguen utilizando son IPv4 y se están agotando IPv6 usa 128 bits para la dirección. Lo cual da 16 números en decimal. No obstante la forma que más se utiliza son cifras de cuatro números hexadecimales separadas por : Cada cifra representa 2 bytes Ej: 3ffe:38e1:0100:a001:c230:1009:ab02:1023 Esto mejora el enrutamiento Implementación de redes TCP/IP. IPv6

60. Sirve para simplificar la asignación de direcciones IP Usa un servidor DHCP para asignar de forma dinámica las direcciones. El servidor DHCP contiene una base de datos con las posibles direcciones que puede asignar Implementación de redes TCP/IP. DHCP

61. Cada red puede poseer un nombre de dominio Cada host puede obtener un nombre dentro de ese dominio. Ejemplo de dominio: foremcyl.com Ejemplo de host: palencia Host completo: palencia.foremcyl.com Implementación de redes TCP/IP. Nombres

62. A las personas les gusta más manejar nombres Pero los protocolos TCP/IP requieren la dirección Los servidores DNS se encargan de esta tarea Son servidores que contienen una lista de dominios con sus direcciones correspondientes Es un protocolo del nivel de aplicación Implementación de redes TCP/IP. DNS

63. TCP y UDP son los protocolos de transporte La diferencia es que TCP está orientado a conexión y UDP no Sirven para establecer la base del envío de los paquetes A los paquetes se les asigna un puerto que indica hacia que servicio se dirigen los paquetes y por tanto que servidores deben manejarlo Implementación de redes TCP/IP. Transporte

64. Implementación de redes TCP/IP. Puertos 194, 6667 IRC 7 Echo 27960 Quake III 143 IMAP 6669 Napster 119 NNTP 1080 SOCKS 78 Gopher 554 Real Player 25 SMTP mySQL Oracle SQL SQLServer Quicktime LDAP Protocolo 110 80, 8080 79 23 21 Puerto 389 FTP 3306 POP3 1521 HTTP 1433 Finger 545 Telnet Puerto Protocolo

65. Implementación de redes TCP/IP. Puertos Petición. Puerto: 8080 Servidor Web Servidor SMTP Servidor chat Servidor news

66. URL = Localizador uniforme de recursos Es una notación formal que identifica un determinado recurso de una forma unívoca En un caso normal consta de: Protocolo: A veces los signos // o /// (según el protocolo) Nombre o dirección de host o red :puerto /ruta Implementación de redes TCP/IP. URLs

67. http://www.nortecastilla.es http://www.nortecastilla.es/edicion/ actualidad/palencia/palencia.html http://192.168.41.105:7676 ftp://ftp.rediris.es mailto:jorgesa@usuarios.retecal.es file:///c|/windows/leeme.bat telnet://onramp.net ftp://jorge:mono@ftp.terra.es Implementación de redes TCP/IP. URLs. Ejemplos

68. Servidor: Dan información, servicios,... Cliente: Piden información, servicios.... Una misma máquina puede ser servidor y cliente Los servidores son públicos y pasivos (esperan las peticiones) Los clientes son anónimos y realizan la consulta o petición concreta que requiere el usuario Cliente y servidor se comunican mediante un puerto Implementación de redes TCP/IP. Modelo Cliente/Servidor

69. Un socket es una indicación de aplicación que consta de un nombre o dirección de host y un número de puerto Forma lo que se conoce como canal de comunicación Permiten comunicar con una aplicación en un servidor Es la base de la programación en red tipo cliente / servidor Implementación de redes TCP/IP. Sockets

70. Las páginas de Internet están construidas en leguaje HTML o XML Se accede a las páginas usando un software navegador de páginas e indicando la URL de la página El navegador contacta con el servidor web y le solicita las páginas (se comunican utilizando http) Al recibir las páginas los navegadores traducen el código de la página La web. Funcionamiento

71. El usuario escribe la URL El navegador solicita al servidor DNS la dirección IP correspondiente El navegador comunica por el puerto 80 (salvo que se indique otro) Mediante el comando get , pide la página El servidor entrega la página La web. Pasos