Arquitectura de Redes: Modelos OSI y TCP/IP
Modelo OSI (Open Systems Interconnection)
El modelo OSI es un estándar que explica cómo se comunican los dispositivos en una red, dividiendo el proceso en siete capas lógicas.
Función General del Modelo OSI
Permitir la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes, garantizando la compatibilidad entre sistemas.
Las Siete Capas del Modelo OSI
- Capa Física: Se encarga de transmitir los bits a través del medio físico (cables, fibra óptica, señales eléctricas o inalámbricas).
- Capa de Enlace de Datos: Controla los errores en la transmisión, organiza los datos en tramas y utiliza direcciones MAC.
- Capa de Red: Se ocupa del direccionamiento y el enrutamiento de paquetes de datos entre redes diferentes. Utiliza el protocolo IP.
- Capa de Transporte: Asegura que los datos lleguen completos y en orden al destino. Usa los protocolos TCP y UDP.
- Capa de Sesión: Establece, administra y finaliza las conexiones entre dispositivos.
- Capa de Presentación: Traduce, comprime y cifra los datos para que puedan ser entendidos entre sistemas diferentes.
- Capa de Aplicación: Es la más cercana al usuario y maneja los programas que acceden a la red, como navegadores o correos electrónicos.
Modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol / Internet Protocol)
El modelo TCP/IP es la base de Internet. Es una versión simplificada del modelo OSI con cuatro capas.
Función General del Modelo TCP/IP
Permitir la comunicación en redes y en Internet mediante protocolos estándar y universales.
Las Cuatro Capas del Modelo TCP/IP
- Capa de Acceso a la Red: Controla la forma en que los datos se envían por los medios físicos. Equivale a las capas física y de enlace del modelo OSI.
- Capa de Internet: Encargada del direccionamiento y enrutamiento de los paquetes de datos a través de la red. Su principal protocolo es el IP.
- Capa de Transporte: Garantiza que los datos lleguen correctamente al destino. Usa los protocolos TCP (orientado a conexión) y UDP (no orientado a conexión).
- Capa de Aplicación: Contiene los protocolos que utilizan los programas del usuario, como HTTP, FTP, DNS o SMTP.
Protocolos de Red
Definición: Conjunto de reglas y procedimientos que permiten la comunicación ordenada y segura entre dispositivos dentro de una red.
Importancia
Sin los protocolos de red no sería posible el intercambio ordenado y seguro de información entre computadoras y dispositivos.
Principales Categorías de Protocolos
- Protocolos de Comunicación: TCP, IP, UDP.
- Protocolos de Transferencia de Archivos: FTP, SFTP.
- Protocolos de Correo Electrónico: SMTP, POP3, IMAP.
- Protocolos Web: HTTP, HTTPS.
- Protocolos de Red Local: ARP, ICMP.
Hardware Fundamental: La Tarjeta Madre (Placa Base)
Definición: La tarjeta madre o placa base es el componente principal de una computadora. Conecta y permite la comunicación entre el procesador, la memoria RAM, los dispositivos de almacenamiento y las tarjetas de expansión.
Importancia
Es el corazón del sistema, ya que sin ella no podrían comunicarse los componentes del equipo.
Funciones Principales
- Distribuir la energía eléctrica a los componentes.
- Conectar y comunicar todos los dispositivos del sistema.
- Permitir la instalación de componentes clave como CPU, RAM y tarjetas gráficas.
- Proveer puertos y ranuras de expansión.
Tipos Comunes de Tarjeta Madre (Factores de Forma)
- ATX: Tamaño estándar, permite buena expansión y ventilación.
- Micro ATX: Más pequeña, con menos ranuras de expansión.
- Mini ITX: Compacta, usada en equipos pequeños o de bajo consumo.
- ITX Back Connect y Micro ATX Back Connect: Versiones modernas con conectores traseros que mejoran la gestión de cables y la estética del ensamblaje.
Introducción a la Programación: Lenguaje Python
Definición: Python es un lenguaje de programación interpretado, de alto nivel y con una sintaxis sencilla, lo que facilita su aprendizaje y lectura.
Ventajas de Python
- Código claro y fácil de leer.
- Multiplataforma (funciona en Windows, macOS y Linux).
- Amplia comunidad y documentación.
- Miles de librerías disponibles para diferentes propósitos.
Usos Principales
- Desarrollo web.
- Inteligencia Artificial (IA) y Aprendizaje Automático (Machine Learning).
- Ciencia de datos y estadística.
- Automatización de tareas.
- Creación de videojuegos y aplicaciones.
Ejemplo de Código Básico en Python
print("Hola mundo")
x = 5
y = 3
print(x + y)Variables, Constantes y Tipos de Datos en Programación
Variable
Es un espacio en memoria donde se guarda un valor que puede cambiar durante la ejecución del programa.
Ejemplo: edad = 16
Constante
Es un valor que no cambia durante la ejecución del programa. Por convención, suelen escribirse en mayúsculas.
Ejemplo: PI = 3.1416
Tipos de Datos Fundamentales
Importancia: Los tipos de datos permiten definir qué tipo de información maneja el programa y cómo se procesará.
- int: Números enteros (10, -5, 0).
- float: Números decimales (3.14, -2.7).
- str: Cadenas de texto («Hola», «Python»).
- bool: Valores lógicos (True o False).
- list: Colecciones ordenadas de elementos ([«a», «b», «c»] o [1, 2, 3]).