TEMA V: REDES DE COMPUTADORES

TEMA V: REDES DE COMPUTADORES 5. Redes de computadores. 5.1. Introducción. A partir de los años sesenta se empezaron a utilizar periféricos (terminales) a grandes distancias, conectados a los computadores centrales por medio de enlaces de comunicaciones, telefónicos o no. Esto ocasionó que aumentase el uso y la aplicación de la informática en todos los campos. Se crearon grandes servicios de informática que procesaban la información captada por terminales remotos. De esta forma surge la Telemática, técnica que utiliza dispositivos tanto informáticos como de telecomunicaciones. Más tarde, con el abaratamiento de los circuitos electrónicos y el desarrollo de los microprocesadores, surgen los terminales inteligentes, periféricos que realizaban automáticamente cierto tipo de procesamientos, liberando a los computadores centrales de parte de su trabajo. Posteriormente, surge la necesidad de descentralizar el procesamiento, por lo que los terminales inteligentes han pasado a ser auténticos computadores, hablándose de Informática distribuida y redes de computadores, constituidas éstas por conjuntos de equipos informáticos diversos interconectados: computadores, terminales inteligentes y terminales convencionales. 5.3. Redes de comunicaciones. Una red de comunicaciones es un conjunto de nudos (máquinas y conmutadores) unidos entre sí por medio de enlaces o líneas de interconexión, de forma que cada nudo pueda comunicar con cualquier otro, ya sea directamente o por medio de otros nudos. Las máquinas a intercomunicar se denominan estaciones. Las líneas de interconexión y conmutadores se denominan sistema de transporte o red de transporte. En una red de computadores las estaciones son equipos terminales de datos (ETD). 1

ETD-A ETD-B ETD-C Red de Transporte ETD-D ETD-E Las topologías de redes de transporte más usuales son: Bipunto Lineal Estrella Árbol Anillo Malla Malla (barras cruzadas) En la práctica, pueden existir redes más complejas con mezclas de éstas topologías. Desde el punto de vista de su utilización, las redes pueden ser: Punto a punto: son aquellas en las que la transmisión de datos en un momento dado se realiza tan solo entre dos puntos. Utilizan topologías: bipunto, estrella, árbol y anillo. Multipunto: hay un nodo principal y los demás son secundarios. Un nodo, que no tiene por qué ser siempre el mismo, se encarga de controlar la utilización de la línea, de forma que en un momento dado sólo la use un único nodo secundario. Utilizan o topologías lineales o en anillo. Un enlace de comunicaciones entre dos nodos puede efectuarse de una de 3: Simplex: se transmite en una sola dirección. Un ejemplo lo tenemos en la conexión entre un computador y la impresora. Los hilos de datos sólo transmiten en un sentido, del computador a la impresora. Semidúplex: se transmite en los dos sentidos, pero no simultáneamente. Unas veces se transmite en un sentido y otras en el sentido contrario, 2

necesitándose computadores en ambos extremos para utilizar la línea en una u otra dirección. Dúplex: se transmite simultáneamente en ambos sentidos. Hay dos pares de hilos para transmisión de datos: uno para recepción y otro para transmisión. Una red de ordenadores permite compartir información (ficheros) y recursos (impresora, programas...) entre ordenadores. Por ejemplo, a través de una red se pueden ejecutar procesos en otro ordenador, acceder a sus ficheros, enviar mensajes, compartir programas... todo ello sin importar la localización física de los distintos ordenadores. El medio físico utilizado para esta conexión depende de la cercanía de los ordenadores y de la velocidad y cantidad de información que se quiera transmitir. Si los ordenadores están próximos, se suele utilizar un cable, teniendo así una red local (LAN Local Area Network). Si los ordenadores están alejados físicamente se suele utilizar fibra óptica o mediante satélites, teniendo así una red de área extensa (WAN Wide Area Network). 3

5.4. Internet. 5.4.1. Historia de Internet. La idea de crear una red como Internet se remonta a la década de los 70. En 1982 podría considerarse que Internet estaba en actividad en los Estados Unidos. Es a finales de la década de los 80 cuando comienza a expandirse internacionalmente. Sin embargo, hasta alrededor del año 1993 el uso de internet estaba, en su mayor parte, limitado a círculos técnicos, científicos y académicos. La gran mayoría de la población, incluidas personas familiarizadas por la informática, nunca había oído hablar de Internet. Llega un momento en que los medios de comunicación comienzan a hablar de Internet y mucha gente comienza a interesarse por el tama. La Red (Internet), comienza a aparecer en los distintos ámbitos de la sociedad. Sin duda, el auge de Internet se debe en gran medida a la aparición de World Wide Web (WWW, W3 o Web), pero hay otros factores tecnológicos que contribuyeron a este fenómeno, como son: 1. El desarrollo de ordenadores cada vez más veloces, con más capacidad y a precios más bajos. 2. El perfeccionamiento del software correspondiente. 3. El avance de las telecomunicaciones. 5.4.2. Internet: La Red de redes. En el mundo existen miles de redes, mantenidas generalmente por organismos, instituciones, universidades, bancos, compañías aéreas,... Pues bien, en una primera aproximación, podríamos considerar a Internet como una red de redes, es decir, un conjunto de ordenadores conectados entre sí, los cuales pueden pertenecer a su vez a una red local o de área extensa. Un ordenador que forme parte de una red conectada a Internet, puede comunicarse con cualquier otro en cualquier parte del mundo, con tal que éste último también pertenezca a Internet. Actualmente se puede considerar a Internet como la red más grande del mundo. Abarca más de 100 países, incluyendo miles de redes académicas, gubernamentales, comerciales, privadas, etc. En enero de 4

1996, Internet estaba ya formada por alrededor de 94.000 redes y más de 9 millones de ordenadores. Ya el número de usuarios se estimaba en más de 40 millones en todo el mundo. 5.4.3. El Protocolo TCP/IP. Los ordenadores implicados en Internet pueden trabajar en sistemas diversos (Unix, Windows 98, Windows NT, System, Os/2...). A pesar de ello pueden comunicarse entre sí gracias a la existencia de un protocolo común a todos ellos. Un protocolo es un conjunto de convenciones que determinan cómo se produce la comunicación entre ordenadores. Los protocolos utilizados por todas las redes que forman parte de Internet de llaman abreviadamente TCP/IP: TCP Protocolo de Control de Transmisión, IP Protocolo Internet. 5.4.4. Anfitriones o Hosts. Se llama host a cualquier ordenador conectado a la red y que dispone de una dirección IP, o sea, cualquier ordenador que puede enviar o recibir información a otro ordenador. 5.4.5. Direcciones IP. Para que los ordenadores situados en cualquier parte del mundo puedan comunicarse entre sí, es necesario que estén identificados de forma conveniente a través de una dirección, de forma similar a la dirección postal necesaria para enviar una carta. Esta dirección, única para cada ordenador en el mundo, permite enviar información y, a su vez, permite al receptor enviar una respuesta, o enviar una mensaje por parte de la red (empresa de correos), por ejemplo, en el caso de que la dirección sea incorrecta. La dirección que tiene cada ordenador conectado a Internet se llama dirección IP, que es exclusiva y lo distingue de cualquier otro ordenador en el mundo. Las direcciones IP están formadas por 4 números separados por puntos, cada uno de los cuales puede tomar un valor entre 0 y 255. Ejemplos de direcciones válidas son: 135.44.230.25, 153.206.122.17. (Nota: La IANA Interntet Assigned Number Autorithy es la encargada de asignar las direcciones IP) Cada vez que se ejecuta una aplicación para utilizar un servicio de Internet, el software de comunicaciones del ordenador local necesita conocer la dirección IP del ordenador remoto con el que se quiere entrar en 5

contacto. Sin embargo, el usuario no necesita disponer de esa información ya que hay un sistema de nombres más sencillo para referirse a una dirección. 5.4.6. El sistema de nombres de dominio. Además del número IP existe otra forma más sencilla de identificar cada ordenador en Internet, mediante el sistema de nombres de dominio. Mientras que el número IP es la forma que tienen las máquinas de llamarse entre sí, el nombre de dominio es la forma en que las personas suelen referirse o nombrar los ordenadores. El sistema de nombres de dominio (DNS Domain Name System) es un método para asignar nombres a los ordenadores a través de una estructura jerárquica. Los nombres están formados por palabras separadas por puntos. Cada palabra representa un subdominio que a su vez está comprendido en un subdominio de alcance mayor. Un nombre de dominio, en Internet, suele tener un aspecto como el siguiente: nombre_anfitrión.subsubdominio.subdominio.dominio_principal. La primera palabra que aparece a la izquierda (nombre_anfitrión) es el nomre del ordenador, que lo distingue de los demás ordenadores pertenecientes al mismo dominio. Cada una de las palabras que siguen se corresponden con subdominios cada vez más amplios y que contienen a los anteriores. Por ejemplo, el siguiente nombre: venus.fisica.unlp.edu.ar correspondería al ordenador venus del departamento de física de la universidad nacional de la plata, que forma parte del subdominio edu (educación), perteneciente al dominio principal ar que significa Argentina. Otro ejemplo: ei.uvigo.es se corresponde con el ordenador central de la escuela de informática, del dominio de la universidad de vigo, perteneciente al dominio principal es, que significa España. El número de subdominios que pueden aparecer en el nombre no está limitado, pero suelen estar formados por 3 o 4 palabras. 6

Los nombres de los subdominios son generalmente arbitrarios, ya que dependen de los administradores (o personas encargadas) de las correspondientes redes locales. Sin embargo, los dominios de primer nivel, cuyo nombre aparece más a la derecha, algunos subdominos amplios tienen reglas establecidas. Los dominios de primer nivel o principales constan de dos letras que denotan a qué país pertenece el ordenador. Ejemplos: ar Argentina at Austria br Brasil de Alemania es España En Estados Unidos otros dominios principales en lugar de la terminación us: edu Educación com Comercial gov Gobierno (no militar) mil Militar net recursos de red org otras organizaciones El gran crecimiento que ha experimentado Internet en los últimos años ha hecho que no siempre exista una correspondencia entre estos nombres y la ubicación geográfica de los ordenadores. No es estraño encontrar nombres terminados en com u org asignados a ordenadores que están en países distintos de los Estados Unidos. Igual que ocurre con las direcciones IP, no puede haber dos ordenadores distintos con el mismo nombre de dominio. Sin embargo, es posible que un mismo ordenador tenga más de un nombre de dominio que se corresponda con un único número IP. La siguiente tabla muestra algunos nombres de dominio y sus correspondiente direcciones IP: Universidad de Alcalá www.alcala.es 130.206.82.118 El País www.elpais.es 194.224.55.46 7

Organización Mundial de la Salud www.oms.com 207.17.210.89 Como ya se dijo, el sistema de nombres de dominio es una forma cómoda de nombrar a los ordenadores. Sin embargo, los ordenadores necesitan el número IP para establecer contacto entre sí. Para resolver este problema existen unos ordenadores, llamados servidores de nombres de dominio (DNS server), cuya misión es traducir los nombres de dominio a sus correspondientes números IP. (Cuando a un ordenador se le indica un nombre de otro ordenador para que se concecte con él, éste accede a un DNS server que le indica a qué dirección IP corresponde dicho nombre, y a través de esa dirección IP se concecta con el ordenador deseado). 5.4.7. El acceso a Internet. Existen dos formas de acceder a Internet: Disponer de un ordenador que forme parte de una red local de una empresa, universidad u otra institución que está conectada a Internet. En este caso, el ordenador debe estar dotado de una tarjeta de red y de la correspondiente conexión a la red. Ordenador Local Red Local router Acceso a Internet o bien, lo más habitual, estableciendo una conexión telefónica a una empresa denominada proveedor de acceso a Internet. En este caso lo más común es disponer de un ordenador personal conectado a la línea telefónica a través de un modem. La desventaja de este método con respecto al anterior es que se debe abonar el coste de la llamada telefónica correspondiente al tiempo que se esté conectado a la red, además de la tarifa que cobre el proveedor del acceso. 8

Ordenador Personal modem Red Telefónica modem Proveedor de Internet Acceso a Internet 5.4.8. Servicios y aplicaciones de uso más frecuentes. Algunos de los servicios y aplicaciones más habituales en Internet son: correo electrónico (E-Mail), transmisión de ficheros (FTP), telnet, foros de debate mundiales, canales IRC, telefonía. 5.4.8.1. Correo electrónico (E-Mail) Permite enviar y recibir mensajes escritos a otras personas que pueden estar en cualquier parte del mundo y que dispongan también de este servicio. Es una de las herramientas más utilizadas y se está convirtiendo en uno de los medios de comunicación más importantes. Es bastante económico, fácil de usar y rápido, ya que los mensajes suelen llegar a su destino en pocos minutos, aunque se encuentren a miles de kilómetros de distancia. Además de mensajes escritos, permite enviar toda clase de datos digitalizados e información (fotografías, programas, ficheros que contienen sonido...). 5.4.8.2. Transferencia de ficheros (FTP File Transfer Protocol) La transferencia de ficheros es una de las operaciones más importantes que se realiza en las redes de ordenadores. Consiste en copiar en nuestro ordenador un fichero que se encuentra en otro ordenador de la red o viceversa. En Internet existen diversas formas de realizar transferencia de ficheros. Una de las primeras aplicaciones que se desarrollaron para 9

transferir ficheros y que es muy utilizada recibe el nombre de FTP. Los ficheros a transferir pueden contener documentos, textos, imágenes, sonidos, programas, etc. Una de las aplicaciones más importantes de esta aplicación es la posibilidad de obtener programas (software) de dominio público. En Internet existen muchos ordenadores que contienen ficheros de todo tipo y que pueden copiarse libremete. Mediante FTP se pueden conseguir estos ficheros. Por ejemplo, se puede conseguir todo el software necesario para trabajar en Internet... 5.4.8.3. Telnet. Mediante esta aplicación nos conectamos con otro ordenador y podemos trabajar en él como si fuese nuestro ordenador. Con este procedimiento, el teclado y la pantalla de nuestro ordenador funcionan como si fuesen los del otro ordenador. Así, se pueden ejecutar programas en el otro ordenador y ver los resultados en el nuestro. 5.4.8.4. Foros de debate mundiales. En Internet existen auténticos foros de debate mundiales en los que todas las personas interesadas pueden discutir sobre los más diversos temas con otros usuarios de la red. Son los llamados newsgroups (grupos de noticias). Cada usuario puede enviar al grupo que le interese sus opiniones o artículos, comentar o responder los artículos enviados por otros, o simplemente realizar consultas. Existen miles de grupos de noticias sobre la mayoría de las disciplinas que uno pueda imaginar: científicas, jurídicas, educativas,... Todos estos documentos se almacenan en diversos servidores a lo largo del mundo y cualquier persona puede leer los que desee. Para ello sólo hace falta darse de alta en un servidor de news a través de un proveedor de Internet. 5.4.8.5. Canales IRC (Chat). Otro de los servicios más populares de Internet son las charlas en tiempo real con otros usuarios a través de los denominados canales IRC (Internet Relay Chat). Cada usuario que desee puede enviar un mensaje y puede ir leyendo los mensajes que los demás usuarios que están conectados van enviando. 5.4.8.6. Telefonía en Internet. 10

Es uno de los servicios que tiene más futuro. Es posible establecer conferencias con voz, en tiempo real, a través de Internet, siempre que se tenga el equipo adecuado (tarjeta de sonido, micrófono...) y el programa que hace posible la comunicación, y todo ello al precio de una llamada metropolitana (ya que la conexión telefónica es a un modem que está en la propia ciudad, por lo tanto es una tarifa metropolitana). 11

5.4.9. WWW (Worl Wide Web). Podríamos definir Worl Wide Web como un sistema hipermedia mundial de intercambio de información y recursos informáticos, utilizando, como vínculo, los documentos de hipertexto. Uno de los principales factores que ha contribuido al rápido crecimiento de WWW es la aparición de navegadores gráficos que permiten navegar por la red y visualizar documentos que combinan textos, imágenes,... con un formato muy atractivo. Las características principales que han determinado el crecimiento y la popularidad de WWW son: Documentos de hipertexto, que permiten utilizar de forma muy sencilla los distintos recursos disponibles y navegar intuitivamente por las distintas fuentes de información mediante los hiperenlaces. Uso de las técnicas multimedia. Un documento de hipertexto puede combinar textos, imágenes, vídeo, sonido, animaciones (combinando imágenes y sonido), representación de realidad virtual, etc... Los navegadores incorporan los protocoles anteriores, integrando servicios de Internet como FTP o News, permitiendo manejar casi todos los servicios de la Red, desde una sola aplicación y de forma sencilla. Mediante las páginas Web no sólo se puede recibir información, sino que también se puede enviar información ya sea a través de formularios, mediante mensajes de correo electrónico o a través de aplicaciones especialmente diseñadas para ello. 5.4.10. Documentos de hipertexto. Cuando se accede a un servidor WWW mediante un navegador lo que se obtiene en pantalla es un documento de hipertexto o página web. Están constituidos por una combinación de texto y elementos multimedia (imágenes, gráficos, secuencias de vídeo, sonidos, objetos en tres dimensiones, incluso realidad virtual). Pero lo que determina que un documente sea de hipertexto es que tengan incorparados hiperenlaces o hipervínculos. Estos hiperenlaces se pueden presentar en pantalla de diversas formas: como palabras resaltadas en distinto color o subrayadas o como imágenes o iconos. 12

Los enlaces son referencias que apuntan a otros documentos o recursos. Al pulsar sobre uno de ellos se obtiene un nuevo documento (o bien imágenes, sonidos o secuencias de vídeo). Un enlace es una vía de acceso a otro recurso Internet. 5.4.11. El Protocolo HTTP. Para comunicarse con los servidores que contienen las páginas web los ordenadores clientes utilizan un protocolo llamado HTTP (Hypertext Transport Protocol). Los navegadores utilizan este protocolo para acceder a los servidores de WWW y visualizar los documentos de hipertexto. 5.4.12. Localización de recursos en Internet. Para localizar un recurso en Internet se emplea el siguiente formato: protocolo://dirección del servidor/ruta de acceso Esta es la estructura básica de lo que se llama un URL (Uniform Resource Locator Localizador Uniforme de Recursos). A través de los URL s se expresa toda la información necesaria para acceder a los distintos recursos en Internet. En los documentos de hipertexto, cada uno de los hiperenlaces están asociados al URL del recurso al que hacen referencia, aunque éste no se visualice en pantalla. Cuando pulsamos con el ratón sobre un hiperenlace, el navegador utiliza la información del URL para establecer una conexión con el servidor adecuado. El significado de los parámetros de tal estructura es el siguiente: Protocolo: indica el tipo de servicio que se va a utilizar, por ejemplo http, ftp,... Dirección del servidor a la que se quiere acceder, que puede ser el nombre del dominio o la dirección IP. Ruta de acceso: es opcional. Puede ser el nombre de un directorio o el nombre de un fichero con su ruta de acceso completa. Ejemplo: http://www.cadena100.es/cadena/jungla.htm 13