Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ingeniería. Secretaria de Integración Estudiantil Sistema de Acción Tutorial

Transcripción

1 Universidad Nacional del Nordeste Facultad de Ingeniería Secretaria de Integración Estudiantil Sistema de Acción Tutorial INICIO ADELANTADO DE CLASES DE PRIMER AÑO MÓDULO INFORMATICA INTERNET 2016 Conceptos Introductorios

2 Autoridades Rectora de la UNNE Prof. Delfina VEIRAVÉ Facultad de Ingeniería Decano Ing. José Leandro BASTERRA Vice-Decano Ing. Arturo Alfredo BORFITZ Secretario Administrativo Ing. Gustavo Horacio DEVINCENZI Secretario de Investigación y Posgrado Dr. Ing. Mario Eduardo DE BORTOLI Secretario Académico Ing. Arturo Alfredo BORFITZ Secretaria de Integración Estudiantil Ing. María Teresa CLEMENTE Secretario de Extensión y Transferencia Prof. Juan José CORACE Compilador Arturo Alfredo Borfitz Material elaborado por Ing. Gustavo Devincenzi Edición Bárbara Lockett Editorial Facultad de Ingeniería Resistencia, diciembre de

3 En este módulo estudiaremos las principales utilidades acerca de redes e Internet. En éste encontrará los principales conceptos de redes y servidores; luego lo invitamos a acceder a un tutorial de aulaclic para seguir indagando y a realizar las actividades correspondientes Objetivos 1. Adquirir conocimientos relacionados al uso de los servicios de Internet y su configu- ración. 2. Utilizar correo electrónico e Internet para el desarrollo de las tareas. Contenidos 1. Redes de computadoras 2. Ventajas de las redes informáticas 3. Tipos de redes 4. Arquitecturas Cliente-Servidor y Peer To Peer 5. Escala de topología 6. Qué se necesita para montar una red local? 7. El Protocolo TCP/IP 3

4 Redes de computadoras Qué son las redes de computadoras? Una red de computadoras es un conjunto de equipos informáticos interconectados con el objeto de poder compartir información y recursos entre ellos. Están formadas por una amplia variedad de componentes organizados según diversas topologías. Las organizaciones topológicas permiten reducir costos, aumentar la fiabilidad y el rendimiento y reducir el retardo. La red telefónica constituye el soporte físico de muchas redes de computadoras, con servicios de valor añadido (protocolos) incorporados al soporte telefónico básico. Además de computadoras, se pueden conectar impresoras, modems, concentradores (hubs), encaminadores (routers), interruptores (switchs), entre otros. Ventajas de las redes informáticas Las redes de computadoras permiten compartir recursos e información, con el objeto de abaratar costos, facilitar el trabajo en grupo, en particular: compartir archivos y programas; compartir impresoras; compartir un acceso a internet; enviar y recibir correo electrónico; usar bases de datos compartidas; gestionar eficazmente la seguridad de los equipos; realizar copias de seguridad centralizadas; Tipos de redes Según el ámbito territorial que ocupe una red, podemos distinguir: LAN: Red de área Local (Local Área Net) Redes que abarcan una o varias salas, incluso en diferentes plantas de un mismo edificio o en edificios cercanos. Está comprendida entre unos metros y un kilómetro (la distancia entre los extremos puede llegar al km). Ejemplos: universidades, bancos, administraciones públicas, todos en un ámbito local, etc. 4

5 MAN: Red de área Metropolitana (Metropolitan Area Net) Redes que conectan equipos situados en diferentes puntos de un núcleo urbano (pueden llegar a los 10 km). WAN: Red de área Amplia (Wide Area Net) Redes que incluyen computadoras de diferentes provincias o incluso países (la cobertura puede ser mundial, tal el caso de Internet). Las LAN y MAN suelen interconectarse mediante cables de cobre (categorías 5 ó 6), aunque también existen redes inalámbricas (también conocidas como wireless sin cable). Se suele usar fibra óptica para conectar los equipos centrales. Las WAN pueden interconectarse mediante fibra óptica, cables subterráneos o submarinos, enlaces vía satélite, etc. Redes Internas El caso más sencillo de red que nos podemos encontrar es la local (LAN), con todos los computadores interconectados a través de cables, de los que se es propietario. Esta última circunstancia nos va a permitir ejercer un control total sobre el canal de comunicaciones, pudiendo protegerlo físicamente, lo cual evita prácticamente cualquier riesgo de falta de privacidad en la información. Qué riesgos presentan estas redes? Uno de los riesgos dignos de mención en estos casos son las posibles pérdidas de información debidas a fallos físicos, que pueden ser minimizados llevando a cabo una adecuada política de copias de respaldo, que deberán ser confeccionadas periódicamente, almacenadas en un lugar diferente de aquel donde se encuentra la red, y protegidas adecuadamente contra incendios y accesos no deseados. Otro riesgo que se da en las redes locales, a menudo infravalorado, es el que viene del uso inadecuado del sistema por parte de los propios usuarios. Ya sea por mala fe o descuido, un usuario con demasiados privilegios puede destruir información, por lo que estos permisos deben ser asignados con mucho cuidado por parte de los administradores. Esta circunstancia es muy importante, ya que, sobre todo en pequeñas empresas, el dueño muchas veces cree que debe conocer la clave del administrador, y luego es incapaz de resistir la tentación de jugar con ella, poniendo en serio peligro la integridad del sistema y entorpeciendo el trabajo del Superusuario. Existen redes internas en las que un control exhaustivo sobre el medio físico de transmisión de datos es en la práctica imposible. Piénsese en un edificio corporativo con un acceso no muy restringido, por ejemplo un conjunto de aulas y dependencias administrativas de una Facultad, que posee conexiones Ethernet en todas ellas. En principio, nada impedirá a una persona conectar un ordenador portátil a una de esas conexiones para llevar a cabo un análisis del tráfico de la red sin ser descubierta, o suplantar a cualquier otra computadora. En estos casos será conveniente llevar a cabo algún tipo de control, como: 5

6 la deshabilitación dinámica de las conexiones de red no utilizadas en cada momento, la verificación del identificador único de la tarjeta de red concreta que debe estar conectada en cada punto, o la adopción de protocolos de autentificación de las computadoras dentro de la red. A este tipo de redes se las conoce como de intranet. Hasta aquí hemos visto las redes internas, estudiaremos ahora las redes externas. Redes Externas Consideraremos red externa a aquella que en todo o en parte se apoya en un canal físico de comunicación ajeno. Existen redes externas de muy diferentes tipos, pero todas ellas tienen en común la característica de que en algún momento la información viaja por canales sobre los que no se tiene ningún tipo de control. Aquí se deberán implementar técnicas y políticas de seguridad para tener protecciones efectivas de los datos. Existen muy variados esquemas, su implementación dependerá del grado de seguridad buscado y los costos que se justifiquen asumir. Algunas son componentes de software y otros incluyen software y hardware. Entre lo básico que se sugiere cuando la información debe ser confidencial, es utilizar criptografía (técnicas de modificación de la información para que sea reconocida por los interlocutores y sea de difícil interpretación por un tercero que pueda interceptarla). Esto en la comunicación web se implementa en las páginas seguras (típicamente los sitios que se identifican con http y en los navegadores aparece un candado o signo similar indicando que es un sitio seguro (es común en los home banking por ejemplo). Arquitecturas Cliente-Servidor y Peer To Peer Cliente-Servidor Se denomina Servidor a la computadora que presta servicios a las demás, es decir, la que comparte sus recursos o gestiona la información que requieren las demás. Clientes son las computadoras que piden recursos o información al servidor. Peer To Peer (P2P) Estas redes no son centralizadas, sino que cada PC puede funcionar como cliente en unos casos, servidor en otro, o ambos a la vez. La arquitectura cliente-servidor es más interesante en algunos casos, como la publicación de páginas web o correo electrónico. Para que una computadora pueda ofrecer sus servicios a otra, debe estar ejecutando un programa que provea servicios de servidor. Del mismo modo, las computadoras cliente sólo pueden acceder a un servidor mediante un programa cliente. 6

7 Las computadoras que actúan como servidores deben tener las prestaciones adecuadas para el servicio, ya que deben trabajar para varios clientes simultáneamente. De lo contrario, los servicios serían prestados muy lentamente o de forma defectuosa. En el caso de redes P2P, si alguna de las computadoras no funciona, las demás podrán seguir intercambiando sus recursos. Ambas arquitecturas pueden usarse simultáneamente en la misma red. Escala de topología La escala de topología de una red es su capacidad para crecer. Aunque el crecimiento puede no ser un requisito en las organizaciones, el protocolo de enrutamiento que seleccione debería a tener una escala para utilizar y cumplir el crecimiento proyectado para la red. La topología define la estructura de la red. Su definición contiene dos partes: La topología física, que es el diseño real del cableado (Medios), La topología lógica, que define los host que acceden al medio. La topología física que se usa normalmente es: en bus, en anillo, en estrella extendida, jerárquica y en malla. En el siguiente gráfico podrá observar los diferentes tipos de topologías de redes. Topología en bus Topología en anillo (Token Ring) Topología en estrella Topología en estrella extendida Topología Jerárquica Topología en Malla 7

8 El diseño físico, que describe como se construye una LAN, se llama topología Los medios Ethernet (de uso extendido en la actualidad) son empleados en dos configuraciones generales o topologías de red; línea o "bus" y estrella o "star". Estas dos topologías definen cómo los "nodos" se conectan entre sí. Un nodo es por definición un dispositivo activo conectado a una red, como por ejemplo una computadora o una impresora (conectada directamente a una red y no a través de una computadora). Un nodo puede también ser una parte del equipamiento físico de la red, como por ejemplo un "hub", "switch" o un "router". Una topología tipo "bus" está compuesta de nodos vinculados entre sí en serie con cada nodo conectado a un largo cable o "bus". Muchos nodos pueden entrar al bus y comenzar a co unicarse con todos los otros nodos sobre ese segmento de cable. Una ruptura en cualquier parte del cable de comunicación o "bus" causará entonces, necesariamente, la ruptura de las comunicaciones y la inoperabilidad de la red, hasta esta ruptura sea reparada. Ejemplos de topologías tipo "bus" incluyen los estándares de cableado usando cable coaxial (cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia). Los estándares de cableado utilizando par trenzado o fibra óptica usan una topología estrella o "star". Generalmente una computadora está localizada en un extremo del segmento, y el otro extremo termina en un "hub" o concentrador de comunicaciones. La figura de la izquierda muestra la topología bus y la de la derecha en estrella, y a su vez jerárquica, que se suele denominar estrella extendida o árbol. Esta es la de mayor uso en la actualidad. 8

9 Qué se necesita para montar una red local? Por supuesto, varias computadoras (al menos 2). Además, definir la forma de conexión (equipamiento y medios a utilizar). Si es cableado, lo más común es usar el cable de pares trenzados (UTP), con conectores denominados RJ45. Aquí necesitaremos: Tarjetas de red (una por cada PC). Cable con clavijas RJ-45 en cada extremo (uno por cada PC). Concentrador (hub) o Switch (con suficientes conexiones para todos los PCs). Software de red (protocolos, programas clientes y servidores). Si la conexión será inalámbrica, se necesitará: Tarjeta o dispositivo de conexión inalámbrica a red (la más común es la norma IEEE /b /g ó /n, esta última es la más rápida de esta norma en la actualidad) Concentrador o punto de acceso (access point o router) inalámbrico Software de red (protocolos, programas clientes y servidores...) Cuál es la velocidad con que trabaja una red? Existen 3 velocidades estándar en redes Ethernet cableadas: 10 Mbit/seg, 100 Mbit/seg y 1 Gbit/seg. Para trabajar a una determinada velocidad, las tarjetas de red, el cable y el concentrador deben ser de al menos dicha velocidad; de lo contrario, el rendimiento baja al del componente más lento. Lo mismo vale para las inalámbricas. El estándar IEEE o Wi-Fi de IEEE, especifica las velocidades máximas teóricas de cada una. Para la b es de 10 Mbit/seg, la g de 54 Mbit/seg y la n de 108 Mbit/seg. En la actualidad la mayoría de los productos son de la especificación g, aunque están apareciendo en el mercado portátil y routers de la norma n. Existen otras normas, como la llamada "Wimax, y la Pre-Wimax, aunque con la aparición de la norma n de la podrían verse gravemente afectadas en su aplicación. La tarjeta de red va conectada dentro de la computadora, en una de las ranuras de expansión normalmente PCI en equipos de sobremesa (o PCMCIA en portátiles). En algunos casos viene integrada a la placa principal del equipo (placa madre o motherboard). En el caso de la conexión inalámbrica, además de poder disponerse de las opciones anteriores, también pueden usarse dispositivos que se conectan al puerto USB. En la cableada, el cable recomendado es el llamado de categoría 5 (10 Mb/s) ó 6 (100 Mb/Seg). El concentrador o hub es el aparato donde se conectan todos los cables que vienen de las tarjetas de red; así pues, necesitará tener tantas tomas como computadoras queramos incluir en la red. 9

10 En vez del concentrador podemos emplear un switch; el aspecto y funcionamiento es similar, pero mejora la performance porque sólo envía a cada PC los datos que le conciernen (reconoce la dirección de destino y le envía datos solo a esa y no a todos, como hace el concentrador). El software de red necesario incluye: protocolos de comunicaciones, programas cliente y programas servidores. Los protocolos más conocidos, que van incluidos en el Sistema Operativo Windows son, entre otros: IPX (Novell), en desuso. NetBeui (Microsoft): basado en el NetBios de IBM, se puede usar para compartir carpetas e impresoras si no se desea acceso a Internet. TCP/IP: El más expandido en la actualidad, permite conectarse a Internet además de compartir carpetas e impresoras, por lo que en la mayoría de los casos, no se necesita ningún otro. Windows también incorpora programas clientes para navegación web (Internet Explorer), correo electrónico y grupos de noticias (Outlook Express), así como ftp (un programa en entorno de texto). Además, se pueden usar programas gratuitos o de libre distribución creados por otras empresas, como Mozilla Firefox (navegador web), Ópera (navegador web), Nico-FTP o Cute-FTP para transferencia de archivos, etc. Como programas servidores podemos usar algunos comerciales, aunque también existen buenos programas gratuitos o de libre distribución, por ejemplo: Apache o Simple Server (servidores web), Argo Soft Mail Server (correo), ServU FTP (ftp), etc. El Protocolo TCP/IP TCP/IP significa Protocolo de Transferencia de Archivos/Protocolo Internet (Transfer Control Protocol/Internet Protocol), y es el sistema de comunicaciones básico que permite entender a unas computadoras con otras. En TCP/IP cada computadora de una red (local, Internet, etc.), dispone de un número IP único, que lo identifica en la red. Los números IP constan de 4 bytes, aunque ya existe una nueva norma de 6 bytes. Si dos computadoras de la misma red usan el mismo IP, no se podrá distinguir el destinatario de los mensajes dirigidos a dicho nº IP, causando un conflicto (en Windows se avisa en forma de mensaje). 10

11 Actividades Para desarrollar este módulo utilizaremos el curso de Internet de Aulaclic que podrá encontrar accediendo a: Allí deberá leer las siguientes unidades: 1. Introducción 2. Conexión a internet 3. Los navegadores 4. Los buscadores 5. Correo electrónico 6. Comunicarse on-line 10. Seguridad en Internet 12. La Web 2.0 Una vez realizada la lectura y navegación por el curso aulaclic, le proponemos realizar las siguientes actividades: 1. Verifique en el equipo que está utilizando: Tipo de topología de la misma. Medio que utiliza para la conexión. 2. Protocolos que tiene habilitados en el sistema operativo (hacer un ipconfig/all e interpretar el resultado). 3. Realice las Pruebas Evaluativas puntos: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11 y 12 que aparecen en el curso Internet de aulaclic ( 11