Conceptos Clave de Redes Informáticas y Conectividad

Fundamentos de Redes y Conectividad

Tipos de Redes

LAN y WAN

• LAN (Local Area Network): Dispositivos conectados en un área geográfica limitada.
• WAN (Wide Area Network): Redes conectadas a larga distancia, que utilizan generalmente enlaces públicos o privados de gran alcance.

Diferencias entre LAN y WAN:

Medios de Transmisión

Fibra Óptica

• Fibra Monomodo: Transmite la señal de un solo modo o haz de luz. Permite una distancia de transmisión larga (hasta varios kilómetros).
• Fibra Multimodo: Transmite múltiples modos de luz. Permite una distancia de transmisión corta (hasta unos pocos kilómetros).

Protocolos Esenciales

Protocolos de Capa de Aplicación (Modelo OSI)

Estos protocolos operan en la capa superior del modelo OSI:

• HTTP (HyperText Transfer Protocol): Utilizado para la navegación web.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Utilizado para el envío de correos electrónicos.
• FTP (File Transfer Protocol): Utilizado para la transferencia de archivos.
• DNS (Domain Name System): Utilizado para resolver nombres de dominio en direcciones IP.

Power over Ethernet (PoE)

PoE (Power over Ethernet) permite transmitir energía eléctrica y datos a través del mismo cable Ethernet. Simplifica la instalación de dispositivos como cámaras IP, puntos de acceso Wi-Fi y teléfonos VoIP sin necesidad de fuentes de alimentación adicionales.

Address Resolution Protocol (ARP)

ARP (Address Resolution Protocol) es un protocolo que se utiliza para mapear direcciones IP a direcciones MAC. ARP se encarga de resolver la dirección MAC necesaria para enviar datos en la capa de enlace.

Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP)

El DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) es un servicio automatizado que asigna direcciones IP a los dispositivos en una red. Cuando un dispositivo se conecta a la red, envía una solicitud al servidor DHCP. El servidor responde con una oferta, asignándole una dirección IP, máscara de subred, puerta de enlace predeterminada, servidores DNS, entre otros parámetros.

Domain Name System (DNS)

DNS (Domain Name System) es un sistema que traduce nombres de dominio legibles por humanos a direcciones IP numéricas que las máquinas utilizan para comunicarse.

Point-to-Point Protocol (PPP)

PPP (Point-to-Point Protocol) es un protocolo de enlace de datos utilizado en conexiones punto a punto. Sus funciones incluyen la encapsulación de diferentes protocolos de red, la detección de errores, la autenticación y la negociación de opciones de configuración.

Spanning Tree Protocol (STP)

STP (Spanning Tree Protocol) es un protocolo que evita bucles en redes con topologías redundantes, los cuales pueden causar problemas como tormentas de broadcast o fallos en la red.

Conceptos de Enrutamiento

• Mejor Camino (Best Path): Se refiere a la ruta óptima para alcanzar un destino, considerando factores como el menor coste, el menor número de saltos o el mayor ancho de banda.
• Coste de Ruta (Route Cost): Es una métrica que determina el camino más eficiente. A menor coste, más preferida será esta ruta.
• Tiempo de Convergencia: Es el tiempo que tarda la red en actualizarse y estabilizarse tras un cambio en la topología. Esto ayuda a mantener la red estable y evitar bucles.

Almacenamiento en Red

Network Attached Storage (NAS)

NAS (Network Attached Storage) es un sistema de almacenamiento conectado a la red que proporciona acceso centralizado a datos y archivos para múltiples usuarios y dispositivos.

Segmentación y Virtualización

Virtual Local Area Network (VLAN)

Una VLAN (Virtual Local Area Network) es una segmentación lógica de una red física para formar múltiples redes de área local independientes. Cada VLAN actúa como una subred independiente dentro del mismo switch o red física.

Tecnologías Inalámbricas

Piconet y Scatternet (Bluetooth)

• Piconet: Pequeña red formada por un dispositivo principal llamado master y hasta 7 dispositivos slave activos en esa misma red.
• Scatternet: Una red más grande que une varias piconets, donde algunas actúan como puente, conectando diferentes piconets en una red extendida.
• Rango de Frecuencias: 2.4 GHz.
• Número de Dispositivos: Una piconet soporta hasta 8 dispositivos activos (1 master + 7 slaves). Una scatternet permite conectar más dispositivos al unir múltiples piconets.

Tipos de Redes Inalámbricas

• Wi-Fi (Wireless Fidelity): Conecta dispositivos dentro de un área limitada, como hogares, oficinas o campus.
• WiMAX: Redes de banda ancha inalámbricas de larga distancia, que proveen acceso a internet en zonas rurales o urbanas dispersas.
• Redes BLE (Bluetooth Low Energy): Comunicaciones de corto alcance y bajo consumo, ideales para dispositivos IoT, sensores y dispositivos vestibles.
• Redes Celulares (3G, 4G, 5G): Ofrecen comunicación móvil y acceso a internet a nivel global.
• ZigBee y Z-Wave: Utilizadas principalmente para domótica y sensores inalámbricos de baja potencia y corto alcance.

Topología Ad-Hoc

Una topología de red en la que los dispositivos se conectan de forma directa y temporal, sin necesidad de un equipo central como un router o switch.

Modelos de Integración de Redes

Según el Sistema de Cableado:

• Red Cableada: (Ethernet, fibra óptica)
• Red Inalámbrica: (Wi-Fi, Bluetooth, etc.)
• Híbrido: (Combinación de red cableada e inalámbrica)

Según la Arquitectura de la Red:

• Cliente-Servidor
• Peer-to-Peer (P2P)

Según los Sistemas Operativos:

• Redes Homogéneas: Todos los dispositivos utilizan el mismo sistema operativo (ej. todos Windows/Linux).
• Redes Heterogéneas: Combinan diferentes sistemas operativos (Windows, Linux, macOS).

Según el Modo de Acceso:

• Red de Acceso: Por medio de Ethernet o Wi-Fi.
• Redes con Acceso Controlado: Mediante VLANs o autenticación.

Tipos de Comunicación de Red

• Unicast: Identifica una única interfaz de un nodo en la red. Los paquetes se entregan al equipo único correspondiente.
• Multicast: Identifica un grupo de interfaces en diferentes nodos. Los paquetes se distribuyen a todos los miembros del grupo simultáneamente.
• Anycast: Está asignada a múltiples interfaces, y los paquetes se entregan generalmente a la interfaz más cercana.

Comparativas Clave

Modelo OSI vs. TCP/IP

TCP vs. UDP

Hub vs. Switch

Abreviación de Direcciones IPv6 e IPv4