Colegio Newlands Tecnologías de la Información y de la Comunicación. INTERNET Estructura y Funcionamiento

Transcripción

1 Colegio Newlands Tecnologías de la Información y de la Comunicación INTERNET Estructura y Funcionamiento Qué es Internet? Internet (acrónimo de inter-connected networks) es un método de interconexión descentralizada de redes de computadoras a través de un conjunto de protocolos denominado TCP/IP. Este protocolo garantiza que redes físicas heterogéneas funcionen como una red lógica única, de alcance mundial y de acceso público. Sus orígenes se remontan a 1969, cuando se estableció la primera conexión de computadoras, conocida como ARPANET, entre tres universidades en California y una en Utah, EE.UU. La Web es Internet? No ( no!). Internet no es sinónimo de World Wide Web (WWW, o "la Web"). Ésta es parte de Internet, siendo uno de los muchos servicios disponibles en Internet (como el correo electrónico, mensajería instantánea, transferencia de archivos, servicios de la Web 2.0, etc.) La Web es un sistema de información mucho más reciente, desarrollado inicialmente por Tim Berners Lee en La Web utiliza a Internet como medio de transmisión. La Internet es una colección de redes de computadoras interconectadas, vinculadas entre sí a través de cables de cobre o de fibra óptica, conexiones inalámbricas, etc. En contraste, la Web es una colección de documentos y otros recursos interconectados a través de hyperlinks o hipervínculos y URLs (Uniform Resource Locator, Localizador Uniforme de Recursos) Cómo me conecto a Internet? Inicialmente, este acceso se realizaba mayoritariamente a través de PCs con módems, y utilizando como medio de transmisión las líneas de cobre usadas por la telefonía. Esto permite aprovechar la estructura de comunicaciones ya implantada por las compañías telefónicas. El desarrollo de la tecnología ha permitido que el acceso a Internet pueda realizarse desde una amplia gama de dispositivos. Los teléfonos móviles, PDAs, PCs (comunes y portátiles) y el uso de tecnologías inalámbricas de transmisión de datos (GSM, GPRS, 3G, Wifi, etc.) Además de contar con el hardware necesario necesitamos que alguien nos de acceso a internet. Un proveedor de servicios de Internet (o ISP por la sigla en inglés de Internet Service Provider) es una empresa dedicada a conectar a Internet a los usuarios o las distintas redes que tengan. También ofrecen servicios relacionados, como alojamiento web o registro de dominios entre otros.

2 Qué es un MODEM? Es un dispositivo que realiza la función principal de convertir la señal digital de la computadora en analógica, para que pueda ser enviada por las líneas telefónicas, y que en el lugar de destino vuelve a convertirla a formato digital, para que pueda ser entendida por la computadora de destino. Al convertir de digital a analógico decimos que está modulando y al convertirla a formato digital que está demodulando. El ejemplo más común de modem es el utilizado para convertir la señal digital de la PC en una señal sonora análoga que pueda viajar por las líneas telefónicas. Este tipo de modem es catalogado usualmente por la cantidad de datos que pueden enviar en un determinado tiempo (usualmente medido en bits por segundo bps) Otro ejemplo que está ganando popularidad es el modem ADSL utilizado para la conexión por línea digital, permitiendo un acceso con mayor ancho de banda utilizando el sistema telefónico, de televisión por cable o línea eléctrica. ADSL son las siglas de Asymmetric Digital Subscriber Line (Línea de Abonado Digital Asimétrica). Analizaremos a continuación, el funcionamiento de estos módems s las líneas telefónicas: Una línea digital de alta velocidad funciona apoyada en el par simétrico de cobre que lleva la línea telefónica convencional o línea de abonado, siempre y cuando el alcance no supere los 5,5 km. medidos desde la central telefónica. Es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica capacidad para transmitir más datos, lo que, a su vez, se traduce en mayor velocidad. Esto se consigue mediante la utilización de una banda de frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas convencionales ( Hz) por lo que, para disponer de ADSL, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter) que se encarga de separar la señal telefónica convencional de la que será usada para la conexión mediante ADSL. Esta tecnología se denomina asimétrica debido a que la velocidad de descarga (desde la Red hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden. Normalmente, la velocidad de descarga es mayor que la de subida. En una línea ADSL se establecen tres canales de comunicación, que son el de envío de datos (Upstream), el de recepción de datos (Downstream) y el de servicio telefónico normal (PSTN).

3 Digital Analógico Por qué hacemos esta diferenciación? La computadora procesa la información digitalmente, pero la gran mayoría de soportes y métodos para comunicarse con el exterior sigue realizándose analógicamente. Consecuentemente, existe la constante necesidad de convertir las señales que se transmiten entre estos dos sistemas. Sistema Digital Los Sistemas Digitales (cómo por ejemplo las computadoras) usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto y otro bajo. Por abstracción, dichos estados se sustituyen por ceros y unos, lo que facilita la aplicación de la lógica y la aritmética binaria. Una señal es digital cuando las magnitudes de la misma se representan mediante valores discretos en lugar de variables continuas. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado. Referido a un aparato o instrumento de medida, decimos que es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala. Una señal analógica es aquella función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. Ruido? Las señales de cualquier circuito o comunicación electrónica son susceptibles de ser variadas de forma no deseada. A estas interferencias se las conoce bajo el nombre de ruido, lo que ocurre siempre en mayor o menor medida. La gran desventaja respecto a las señales digitales, es que en las señales analógicas, cualquier variación en la información es de difícil recuperación, y esta pérdida afecta en gran medida al correcto funcionamiento y rendimiento del dispositivo analógico. Representación gráfica de una señal digital (discreta) y una señal analógica (continua):

4 Estructura de Internet Internet no es una red centralizada ni está regida por un solo organismo. Su estructura se parece a una tela de araña en la cual unas redes se conectan con otras. No obstante hay una serie de organizaciones responsables de la adjudicación de recursos y el desarrollo de los protocolos necesarios para que Internet evolucione. Por ejemplo: IETF (Internet Engineering Task Force) se encarga de redactar los protocolos usados en Internet. ICANN (siglas en inglés para Corporación de Internet para los Nombres y los Números Asignados) es la autoridad que coordina la asignación de identificadores únicos en Internet, incluyendo nombres de dominio, direcciones IP, etc. Direcciones de Internet En Internet se emplean varios formatos para identificar máquinas, usuarios o recursos en general. Direcciones numéricas: se emplean para identificar máquinas. Son las llamadas direcciones IP. Se representan por cuatro números, de 0 a 255, separados por puntos. Un servidor puede identificarse, por ejemplo, con la dirección IP Como es más sencillo recordar un nombre, las direcciones se "traducen" a nombres. Estas traducciones se denominan nombres de dominio. El servicio encargado de la traducción es el DNS. Cada vez que se inicia una comunicación con un nombre de dominio, el ordenador realiza una petición a su servidor DNS para que le proporcione la IP asociada a ese nombre. Servicio de Nombres - DNS Existe un servicio que se encarga de proporcionar la correspondencia entre una dirección IP y su nombre de dominio, y viceversa. Este servicio es el DNS (Domain Name System, Sistema de Nombres de Dominio). Direcciones de Correo Electrónico: se emplean para identificar a usuarios de correo electrónico y tienen el siguiente formato: usuario@servidor_de_correo.dominio Direcciones de Recursos: se emplean para identificar recursos en Internet, son las direcciones URL (Uniform Resource Locator, Localizador Uniforme de Recursos). Una dirección URL tiene la forma: En este ejemplo es el protocolo, nombre_de_empresa.dominio el dominio (que es traducido a una dirección IP por el servicio DNS), y página.html la localización del recurso al que se quiere acceder.

5 Cómo viaja la información en Internet? El procedimiento empleado para intercambiar información en Internet sigue el modelo cliente-servidor: Los servidores son computadoras donde se almacenan datos. El cliente es la computadora que realiza la petición al servidor para que éste le muestre alguno de los recursos almacenados. La información se transmite en pequeños fragmentos llamados "paquetes". Lo importante es la reconstrucción en el destino del mensaje emitido, no el camino seguido por los paquetes que lo componen. Si se destruye un nodo de la red, los paquetes encontrarán caminos alternativos. Este procedimiento no es el más eficiente, pero resiste los desperfectos de una parte de la red. Para intercambiar información entre computadoras es necesario desarrollar técnicas que regulen la transmisión de estos paquetes. Dicho conjunto de normas se denomina protocolo. Hacia 1972 aparecieron los protocolos TCP e IP, utilizados ahora para controlar el flujo de datos en Internet: El protocolo TCP (Protocolo de Control de Transmisión) se encarga de fragmentar el mensaje emitido en paquetes. En el destino, se encarga de reorganizar los paquetes para formar de nuevo el mensaje, y entregarlo a la aplicación correspondiente. El protocolo IP (Protocolo de Internet) enruta los paquetes. Esto hace posible que los distintos paquetes que forman un mensaje pueden viajar por caminos diferentes hasta llegar al destino. Existen más de 100 protocolos que permiten la transmisión de datos en internet pero suele referirse a ellos como el conjunto de protocolos TCP/IP, en referencia a los dos protocolos más importantes que la componen y que fueron los primeros en definirse y son los más usados. Entre estos 100 protocolos se encuentran: El popular HTTP (HyperText Transfer Protocol), que es el que se utiliza para acceder a las páginas web. El FTP (File Transfer Protocol) para transferencia de archivos. El SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) y el POP (Post Office Protocol) para correo electrónico. El TELNET para acceder a equipos remotos, entre otros. Cómo funciona el Correo Electrónico? El proceso de envío es el siguiente: 1. Cuando un usuario envía un correo, el mensaje se dirige hasta el servidor encargado del envío de correo electrónico de su proveedor de Internet (mediante el protocolo SMTP). 2. Este servidor lo reenvía al servidor de correo electrónico encargado de la recepción

6 de mensajes del destinatario (mediante protocolo SMTP). 3. El servidor de correo electrónico del destinatario procesa el mensaje y lo deposita en el buzón del destinatario. 4. Este buzón es accesible mediante el servidor de lectura de correos (protocolo POP ó IMAP). Así, cuando el destinatario, posteriormente, solicita sus mensajes, el servidor de correo de lectura se los envía. Diferencias entre POP e IMAP El protocolo POP (Post Office Protocol) permite recibir mensajes de correo hacia el cliente (se almacenan en el ordenador del destinatario), desde el servidor (correo entrante). El protocolo IMAP (Internet Message Access Protocol) permite recibir mensajes de correo hacia el cliente (se almacenan en el ordenador del destinatario), desde el servidor, al igual que el protocolo POP (correo entrante), pero IMAP permite gestionar el correo de forma más flexible. Así, es posible sincronizar contenidos entre el cliente y el servidor, utilizar diferentes carpetas para clasificar el correo (sincronizadas entre cliente y servidor), realizar búsquedas en el lado del servidor, descargar solamente partes del mensaje, etc. Si te interesa saber un poco más (NO lo tenés que estudiar) El siguiente diagrama intenta mostrar cómo funciona en conjunto lo visto hasta aquí (desde el cable telefónico hasta los protocolos de la familia TCP/IP). No es difícil de entender y la intención de presentarlo aquí es poder integrar todo lo visto para que no queden como partes sueltas. Es un poco técnico y no tiene sentido estudiarlo de memoria, bastará con ver como se integran en lo que se llama pila TCP/IP: Nivel 5 Aplicación HTTP, FTP, SMTP Nivel 4 Transporte TCP Nivel 3 Internet IP Nivel 2 Enlace Ethernet, PPP, ATM (protocolos de redes) Nivel 1 Físico Medio físico

7 El nivel Físico El nivel físico describe las características físicas de la comunicación, como las convenciones sobre la naturaleza del medio usado para la comunicación (como las comunicaciones por cable, fibra óptica) El nivel de Enlace de datos El nivel de enlace de datos especifica cómo son transportados los paquetes sobre el nivel físico, incluyendo los delimitadores (patrones de bits concretos que marcan el comienzo y el fin). Ethernet, por ejemplo, incluye campos que especifican que máquina o máquinas de la red son las destinatarias. El nivel de Internet Este nivel soluciona el problema de conseguir transportar paquetes a través de una red sencilla. Generalmente esto incluye un enrutamiento de paquetes a través de una red de redes, conocida como Internet. En la familia de protocolos de Internet, IP realiza las tareas básicas para conseguir transportar datos desde un origen a un destino. IP puede pasar los datos a una serie de protocolos superiores. El nivel de Transporte Los protocolos del nivel de transporte pueden solucionar problemas como la fiabilidad (cuestiones como alcanzan los datos su destino?) y la seguridad de que los datos llegan en el orden correcto. TCP realiza continuamente medidas sobre el estado de la red para evitar sobrecargarla con demasiado tráfico. Además, TCP trata de enviar todos los datos correctamente en la secuencia especificada. El nivel de Aplicación El nivel de aplicación es el nivel que los programas más comunes utilizan para comunicarse a través de una red con otros programas. Los procesos que acontecen en este nivel son aplicaciones específicas que pasan los datos al nivel de aplicación en el formato que internamente use el programa y es codificado de acuerdo con un protocolo estándar. Proporcionan servicios que directamente trabajan con las aplicaciones de usuario. Estos programas y sus correspondientes protocolos incluyen a HTTP (HyperText Transfer Protocol), FTP (Transferencia de archivos), SMTP (correo electrónico), SSH (login remoto seguro), DNS (Resolución de nombres de dominio) y a muchos otros. Una vez que los datos de la aplicación han sido codificados en un protocolo estándar del nivel de aplicación son pasados hacia abajo al siguiente nivel de la pila de protocolos TCP/IP.