Apuntes de Redes Informáticas. Cuarto de la ESO. Instituto Palas Atenea. Departamento de Tecnología REDES INFORMÁTICAS

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1 REDES INFORMÁTICAS Una red es un conjunto de ordenadores y dispositivos electrónicos conectados entre sí, de modo que pueden compartir información y recursos. Wifi o Bluetooth. 1.TIPOS DE REDES Las redes se pueden clasificar en función del número de ordenadores conectados a ella en los siguientes tipos: Redes de Área Personal (PAN: Personal Area Network): son redes que permiten la interconexión de dispositivos en el entorno del usuario, con un alcance de escasos metros. Sería la formada por un teléfono móvil, una PDA. Redes de Área Local (LAN: Local Area Network): son redes de pequeña extensión (redes domésticas, aulas, oficinas ); los ordenadores se encuentran en un área geográfica limitada, tal como una habitación o un edificio. Y está limitada a la longitud máxima de los cables. Redes de Área Metropolitana (MAN: Metropolitan Area Network): Son redes formadas por un conjunto de redes LAN que interconecta equipos en el entorno de un municipio, usando los protocolos inalámbricos Wimax y que tiene un alcance de 5 a 50 Km. Redes de Área Amplia (WAN: Wide Area Network): son redes formadas por equipos geográficamente dispersos; su extensión abarca regiones más extensas, llegando incluso a abarcar una provincia, un país o incluso varios países. Se apoya en infraestructuras ya creadas como la red telefónica o el cable de fibra óptica. Según el tipo y función de los ordenadores de la red, pueden ser de dos tipos: Red servidor/cliente: en este tipo de redes existe un ordenador principal, denominado servidor, que contiene los recursos, y a él se conectan los demás ordenadores, llamados terminales o clientes. El ordenador servidor proporciona a los clientes todos los recursos que éstos necesitan. Red entre iguales: también llamada red punto a punto; en este caso no existe un ordenador principal, de forma que todos los ordenadores conectados a la red pueden acceder a los recursos de los demás. Según el medio físico que permite la conexión de los ordenadores de la red, pueden ser de tres tipos: Red alámbricas: utilizan cables para transmitir datos. Red inalámbrica: utilizan ondas electromagnéticas para enviar y recibir información. Red mixta: utiliza ambas tecnologías. 2.TOPOLOGÍAS DE RED La forma de interconectar los equipos que forman la red recibe el nombre de topología. Existen cinco clases principales de topologías: a) Distribución en bus o lineal: consiste en un cable de comunicaciones lineal al que se conectan todos los ordenadores; la información que se transmite va pasando sucesivamente por todos los ordenadores hasta llegar a su destino. 1

2 b) Distribución en anillo: es semejante a la anterior salvo que en este caso el cable se cierra sobre sí mismo formado un anillo. c) Distribución en estrella: los ordenadores se disponen radialmente y se conectan, a través de cables independientes, a un dispositivo central. En el caso de las redes punto a punto es necesario disponer de un elemento concentrador en el que tienen lugar todas las conexiones. En este caso la información se transmite directamente desde el emisor hasta el destino a través del concentrador. En el caso de las redes servidor/cliente no es necesario concentrador y todos los ordenadores clientes se conectan directamente con el servidor. d) Distribución en árbol. La conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central. e) Distribución en malla: En ésta los ordenadores están conectados unos con otros para conformar la red. En sí, esta topología es la más utilizada en las redes de tipo WAN 2

3 3.ELEMENTOS DE LA RED A) MEDIOS DE TRANSMISIÓN: se refiere al soporte físico utilizado para el envío de datos por la red. En la actualidad se utilizan los siguientes medios: Por cable: o o o Par trenzado: es un cable de cobre formado por 4 pares de hilos trenzados de forma independiente y recubiertos de una capa aislante externa; al final tiene un conector tipo RJ-45. La información se transmite en forma de impulsos eléctricos. Cable coaxial: tiene un núcleo de cobre rodeado por una capa aislante y una malla metálica para evitar interferencias. La información se transmite en forma de impulsos eléctricos. Fibra óptica: está formada por filamentos de vidrio transparente muy finos. La información se transmite mediante impulsos de luz producidos por un láser. Es el medio más rápido de transmisión de datos. Inalámbrico: En este caso la información se transmite a través del aire por medio de ondas. B) DISPOSITIVOS DE CONEXIÓN Tarjeta de red: también se la denomina adaptador de red o NIC (Network Interface Card). La tarjeta de red es un circuito impreso instalado en la placa base de los equipos. Una vez instalada y configurada la tarjeta de red podremos comunicar el ordenador con otros ordenadores por los medios de comunicación (cables, inalámbricos) a través de la conexión de red correspondiente. Todas las tarjetas de red se identifican por un código llamado Dirección MAC, formada por 6 números hexadecimales de dos cifras. Esta dirección la da el fabricante, no se puede cambiar, y no hay dos tarjetas con la misma dirección MAC. Elementos de enlace: permiten conectar varios dispositivos de red entre sí; para ello disponen de varios puertos de conexión que conectan los cables que proceden de cada equipo y se encargan de gestionar el tráfico de información en la red. Pueden ser de dos tipos: hub (concentrador): es el dispositivo de enlace más sencillo y se usa en redes pequeñas; envía todos los datos que recibe a través de todos sus puertos hacia todos los equipos de la red. switch (conmutador): permite enviar la información de un elemento de la red a otro; a diferencia del hub, comprueba previamente el destino de la información recibida y se la envía sólo al equipo correspondiente. 3

4 Módem La palabra módem viene de los términos MOdular y DEModular. Se utilizan para enviar o recibir información a través de una línea telefónica, lo que permite comunicar ordenadores que estén separados físicamente una gran distancia. La velocidad de transmisión de datos de un módem se mide en bits por segundo (bps). Un módem transforma (modula) las señales digitales proporcionadas por el ordenador, en señales analógicas, y las envía a través de la línea telefónica. Las señales analógicas son recibidas por otro módem, que las transforma en digitales (demodula), de modo que el ordenador pueda procesarlas. Router(enrutador): dispositivo encargado de encaminar la información entre redes. Conecta diferentes redes entre sí; por ejemplo, permite conectar una red local a Internet. La función del router es determinar qué datos salen de la LAN y hacia dónde, y los encamina por la mejor ruta posible a través de la WAN; en ocasiones también puede actuar como concentrador. Las redes también pueden disponer de otros elementos tales como repetidores, que amplifican la señal para poder ampliar el alcance el misma, puentes (bridges) que permiten dividir la red en varios segmentos independientes, o pasarelas (gateway) cuya función es unir dos redes con distintas tecnologías. 4.REDES INALÁMBRICAS Una red inalámbrica es aquella en la que la conexión se realiza sin cables, lo que presenta la ventaja de la movilidad de los dispositivos conectados a la red. La tecnología más empleada en las redes de área local inalámbricas es la WIFI (Wireless Fidelity), en la que la información se transmite por ondas de radio. Las redes Wifi disponen de los denominados puntos de acceso, que son los aparatos que permiten conectar la red sin cables con la red cableada. Para conectar un equipo a una red inalámbrica es necesario que éste tenga instalado un dispositivo que le permita conectarse con el punto de acceso, denominado adaptador de red inalámbrica; estos adaptadores pueden estar ya incluidos dentro del equipo, o estar en una adaptador USB, con un aspecto exterior similar al de un pendrive. Existen otros tipos de tecnologías inalámbricas, como las redes de infrarrojos permiten la comunicación entre dos dispositivos visibles entre sí usando ondas infrarrojas, o la Bluetooth, que utiliza ondas de radio de corto alcance (<10m) 4

5 5.PROTOCOLOS DE COMUNICACIONES Para que los ordenadores que forman parte de una red sean capaces de entenderse entre ellos es necesario que todos dispongan del mismo protocolo de comunicaciones. Un protocolo de comunicaciones es un conjunto de normas para la transmisión y recepción de la información (cómo iniciar la comunicación y como terminarla, la secuencia de transmisión de la información, la identificación de los interlocutores ). El protocolo de comunicaciones es el idioma que permite a los ordenadores de la red comunicarse entre sí. Existen muchos protocolos de comunicaciones: NetBeui, TCP/IP, IPX/SPX El protocolo más usado para la transmisión de información en redes es el TCP/IP. En realidad, está formado por la unión de dos protocolos: el protocolo IP (Internet Protocol), encargado del direccionamiento y los puerto, y sobre el que hablaremos más adelante, y el TCP (Transmission Control Protocol), que se encarga del transporte y control de los paquetes de información. En esencia, el protocolo se encarga de dividir el mensaje en varios paquetes, con información del orden en que tienen que unirlos el receptor para recomponer el mensaje. Así, en lugar de enviar el mensaje en un único paquete grande, se mandan simultáneamente varios pequeños por diferentes caminos. De esta forma, puede ocurrir que la primera parte del mensaje no sea la primera en llegar al equipo de destino, de ahí la necesidad de incluir el orden que ocupa cada paquete en el mensaje original. 6.REDES LAN Vamos a estudiar cómo se monta y configura una red de área local. Para ello, vamos a tomar como ejemplo la de los ordenadores de la sala de informática. En ella, todos los ordenadores de la red están conectados a un switch, que a su vez enlaza con el router. Dentro de una red, cada equipo (incluido el router) que la forme debe tener un nombre para identificarlo. Este nombre se llama dirección IP. Cada dirección IP está formada por 4 números con valores entre 0 y 255, separados por puntos (por ejemplo, ). Dentro de una misma red, no puede haber 2 ordenadores con la misma dirección IP, aunque sí puede haber ordenadores con idéntica IP si pertenecen a redes diferentes, no interconectadas entre sí. Las direcciones IP de los ordenadores dentro de una red LAN se denominan privadas (o IP LAN), mientras que los equipos conectados a Internet tienen IP públicas (o IP WAN). Dado que todos los ordenadores de una red LAN se conectan a Internet a través del modem-router, éste deberá tener dos direcciones IP: una privada, que le identifica como miembro de la red LAN, y otra pública, que es la que permite al modem-router conectarse con el resto de equipos a través de Internet. Esto implica a su vez que todos los ordenadores de una red LAN comparten la misma IP pública (la que se le asigne al modem-router). Esta IP pública, por otra parte, suele ser una IP dinámica, lo que significa que será diferente cada vez que se inicie el router. De esta manera, se evita el problema de que haya más equipos conectados a Internet que direcciones IP posibles. Al reiniciar el modem-router, el proveedor de servicios que tengamos contratado comprobará qué direcciones IP están disponibles en ese momento (no están siendo usadas por ningún equipo conectado a Internet) y se le asignará al modem-router. 5

6 Para enlazar las direcciones privadas y públicas se usa el NAT (Network Address Translation - Traducción de Dirección de Red), mecanismo para intercambiar paquetes entre dos redes que se asignan mutuamente direcciones incompatibles. Es decir, traduce la IP privada a una IP pública. 7.CONFIGURACIÓN DE UNA RED LAN EN WINDOWS Vamos a estudiar cómo se configura una red LAN en Windows. En primer lugar, es necesario conectar todos los ordenadores a un switch que a su vez se conectará al router, o bien conectarlos directamente al router (hasta un máximo de 4) Para configurar la red, hacen falta dos cosas: 1. Asignar un nombre a la red y a cada equipo 2. Configurar el protocolo TCP/IP Para lo primero tenemos que acceder a la ventana que permite cambiar el nombre del equipo. En Windows XP se accede desde el panel de control (mejor en vista clásica), se pincha en sistema, y luego en nombre del equipo. Si usamos Windows 7 la cosa se complica bastante. Se accede a través de Inicio Panel de control Sistema y seguridad Sistema. Un poco más abajo y a la derecha aparece la opción cambiar configuración, que hará que se abra la ventana Propiedades del equipo, en cuya pestaña Nombre del equipo podremos cambiarlo. En cualquiera de los dos casos, se abrirá una ventana parecida a la de la izquierda. El grupo de trabajo debe ser el mismo para todos los equipos de la red, mientras que el del equipo no puede repetirse. En Windows XP, el protocolo TCP/IP se configura de la siguiente forma: En el panel de control se pincha en el icono de conexiones de red, conexión de área local, propiedades, protocolo TC/IP, propiedades. Para configurar el protocolo TCP/IP en Windows 7 también deberemos dar bastantes vueltas. En este caso Inicio Panel de Control Redes e Internet Centro de redes y recursos compartidos Conexión de área local Propiedades protocolo de Internet versión IPv4 Propiedades. Por fin llegaremos a la ventana que nos permitirá configurar el protocolo TCP/IP en nuestro equipo, y que se parecerá bastante a la que se muestra debajo, y en la que tendremos que rellenar los siguientes campos: 1º) Dirección IP: Es la dirección de nuestro equipo dentro de la red LAN, recordando que dos equipos de la misma red no pueden tener la misma. 2º) Máscara de subred: Tiene estructura de dirección IP. Es la forma que tenemos de decirle al ordenador cómo identificar a los otros miembros de la red (también se puede usar para crear subredes dentro de la red, pero no vamos a estudiarlo). La más usada es Significa que el ordenador va a identificar como miembros de su propia red a todos aquellos equipos cuyas tres primeras cifras de sus direcciones IP coincidan con la propia. En nuestro caso, A su vez, esto permite tener hasta 254 equipos en la red (no se usan ni la 0 ni a 255). Si la máscara fuese , nuestro equipo reconocería como miembro de la red a todo equipo cuyas dos primeras cifras de sus direcciones IP coincidiesen con las suyas ( ). 6

7 3º) Puerta de enlace predeterminada: Dirección IP, dentro de la red LAN, del modem-router. Una forma rápida de averiguarla es abriendo la ventana de comandos (ejecutar la orden cmd en XP o teclear cmd en la ventana de buscar programas y archivos en el menú inicio de 7) y teclear ipconfig /all. 4º) Servidores DNS: Cuando queremos conectarnos a una página web, escribimos su dirección URL en el navegador (por ejemplo, La página web de Google está alojada físicamente en un ordenador, y ya hemos visto que en Internet, los equipos se identifican por su dirección IP. Por lo tanto, lo que en realidad queremos es que nuestro ordenador se ponga en comunicación con otro a través de su dirección IP. Necesitaremos pues que alguien establezca la correspondencia entre la dirección URL que hemos tecleado y la dirección IP del ordenador que alberga esa página web. Dado que existen miles de millones de páginas web, el espacio que necesitaríamos reservar en nuestro disco duro para almacenar esas correspondencias sería enorme, además de que debería ser actualizado diariamente. En lugar de eso, lo que nuestro ordenador hace al introducir una dirección URL es acceder a un sitio en el que se encuentra esa correspondencia. Esos sitios son los llamados servidores DNS. Cada usuario debe introducir las direcciones IP de dos de ellos, proporcionadas por la compañía con la que tengamos contrato. En primer lugar se accede al servidor DNS preferido. En caso de que este servidor esté caído o saturado, se nos desviará al servidor DNS alternativo. Cuando nuestra solicitud de acceder a la página de Google llega al servidor DNS, éste buscará en su base de datos la dirección IP correspondiente (por ejemplo, ), a donde se redirigirá nuestra petición. 8.COMPARTIENDO RECURSOS EN UNA RED La principal finalidad de una red de equipos informáticos es compartir recursos, tanto archivos como dispositivos Compartir carpetas y archivos Para compartir un archivo debe estar dentro de una carpeta, ya que no podrá hacerse si está de forma individual sin estar dentro de una estructura. Para compartir una carpeta en la red, hace falta seguir los siguientes pasos: Paso 1. Para compartir una carpeta de nuestro disco duro, nos situamos encima de ella y hacemos clic con el botón derecho. Se abrirá un menú contextual de las tareas que podemos realizar con esa carpeta. Seleccionamos la opción Compartir y seguridad. Paso 2. Nos aparecerá la ventana de diálogo para compartir recursos. En esta ventana configuraremos el nombre de la carpeta que queremos compartir y por el que será conocida por el resto de usuarios de la red. Debes tener en cuenta que el nombre no debe superar los ocho caracteres ni debe contener símbolos especiales como guiones, acentos, barras, etcétera. 1 De hecho, si se sabe cuál es la dirección IP del sitio web al que queremos acceder, se puede teclear directamente en el navegador: 7

8 Marcando el check box Compartir esta carpeta en la red podremos añadir otras opciones de forma directa, como por ejemplo Permitir que otros usuarios de la red cambien mis archivos. Esta opción solo la marcaremos cuando no nos importe que desde otros equipos de la red puedan modificar o crear nuevos archivos en la carpeta compartida. Paso 3. Aplicamos y aceptamos los cambios. El icono de la carpeta cambiará y aparecerá debajo de él una mano que indica que se trata de una carpeta compartida Compartir un dispositivo En pequeñas redes locales es muy normal que todos los equipos o, por lo menos, los de un grupo de trabajo de la red tengan que compartir una impresora o un lector DVD. Las impresoras pueden ser compartidas en la red de dos maneras: Con su propia dirección IP. Mediante una impresora con tecnología de red, es decir, que posea tarjeta de red, y a través de cuyos menús se configuren los datos de IP, puerta de enlace y máscara subred. Este tipo de impresoras presenta la ventaja de no depender de ningún equipo de la red para funcionar. Compartida desde el equipo donde está instalada. Cualquier impresora instalada en un ordenador de la red puede ser compartida mediante la instalación de sus drivers en el resto de los ordenadores. El inconveniente fundamental de este sistema es que para acceder a la impresora se debe iniciar siempre el ordenador al que está conectada. Desde el menú Inicio Impresoras y faxes accedemos a las impresoras instaladas en nuestro equipo. Si hacemos clic con el botón derecho encima de una impresora se abre el menú contextual en el que podemos elegir la opción Compartir. Con el fin de facilitar instalaciones remotas de esta impresora, se deben añadir drivers de los sistemas operativos haciendo clic en el botón Controladores adicionales. Compartir lectores DVD Otros dispositivos de hardware, como los lectores de DVD, también pueden ser compartidos. Resultan muy útiles para instalar programas o ejecutar archivos multimedia. Accedemos al menú Inicio Mi PC y entramos en la presentación de los dispositivos de almacenamiento de nuestro ordenador. Si hacemos clic con el botón derecho encima del lector de DVD, podremos elegir la opción Compartir y seguridad y actuar como si se tratara de una carpeta Instalar una impresora compartida Para instalar una impresora de red utilizaremos el asistente que nos propone Windows XP. Seguimos los pasos: Paso 1. Comenzamos el asistente con Inicio Impresoras y faxes Agregar impresora. Paso 2. Seleccionamos la opción Una impresora en red o Una impresora conectada a otro equipo. Paso 3. Escribimos la ruta de la impresora si la conocemos, o bien seleccionamos la opción Buscar una impresora si no conocemos exactamente su ubicación en la red. 8

9 Paso 4. Respondemos a la pregunta sobre si debe considerarse impresora predeterminada o no en nuestro equipo y finalizamos el asistente. Si los drivers han sido añadidos correctamente por el equipo anfitrión de la impresora, se instalarán en el equipo de red y podrá ser utilizada. EJERCICIOS DE REDES 1. Explica la diferencia entre el área de alcance de una red LAN y una MAN. 2. Qué ventajas y desventajas tienen los protocolos Wifi frente a Bluetooth? 3. Qué diferencia observas entre las redes en estrella y en árbol? En cuál de estos dos tipos se utilizará un mayor número de switch o conmutadores? 4. Estudia la red de tu aula de informática, dibuja un esquema y explica qué topología tiene. 5. Averigua la dirección MAC de tu ordenador en el aula de informática. 6. Qué colores tienen los cables de un cable de red de pares trenzados? 7. Explica la diferencia entre un concentrador y un conmutador de red. 8. Accede al menú de configuración de tu red local y determina la dirección IP de tu equipo y del router. 9. Cuántos equipos puede tener, como máximo, una subred de rango ? 10. Si tenemos una puerta de enlace y queremos crear una pequeña red con cuatro ordenadores, qué dirección IP asignarías a cada uno de los cuatro equipos que quieres configurar en red? 11. Por qué se necesitan dos direcciones DNS? 12. Visualiza la herramienta Compartir y seguridad de Windows en su formato sencillo y en su formato avanzado. Explica las diferencias que encuentras entre ellos. 13. Estudia la red a la que está conectado el ordenador de tu aula. Nombra el grupo de trabajo al que pertenece, las carpetas compartidas que hay en esa red y las impresoras existentes. 14. Qué diferencia existe entre compartir una impresora con su propia dirección IP o hacerlo mediante el equipo donde está instalada? Cómo están instaladas las impresoras de tu aula de Informática? 9

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