Conceptos Esenciales de Redes Informáticas: Protocolos y Dispositivos Clave

Conceptos Esenciales de Redes Informáticas

Este documento recopila y define términos fundamentales en el ámbito de las redes informáticas, abarcando desde los tipos de envío de mensajes hasta los dispositivos de interconexión y los protocolos clave.

Tipos de Envío de Mensajes

• Envío Broadcast: Mensaje enviado a todas las máquinas conectadas en la red.
• Envío Multicast: Mensaje enviado a un subconjunto específico de máquinas dentro de la red.
• Envío Unicast: Mensaje enviado a una máquina concreta y única.

Modos de Transmisión

• Simplex: Transmisión de datos en un solo sentido (unidireccional).
• Semidúplex (Half-Duplex): Transmisión de datos en ambos sentidos, pero no de forma simultánea.
• Dúplex (Full-Duplex): Transmisión de datos en ambos sentidos de forma simultánea.

Conceptos de Nodos y Subredes

• Nodo: Ordenadores o dispositivos que participan en una red, especialmente en configuraciones punto a punto.
• Nodo Terminal: Un nodo que posee un único enlace de conexión a la red.
• Nodo Intermedio o de Encaminamiento: Un nodo que posee más de un enlace, permitiendo el reenvío de datos.
• Nodos de Conmutación de Paquetes: Conjunto de líneas de comunicación y routers que gestionan el flujo de paquetes.
• Subred de Comunicaciones: Conjunto de líneas de comunicación y routers que forman una parte lógica de la red.

Tecnologías y Conceptos de Red

• Hops (Saltos): Número de enlaces o dispositivos que un paquete atraviesa desde su origen hasta su destino.
• Red de Almacenamiento y Reenvío (Store-and-Forward) o Conmutación: Proceso donde un nodo receptor almacena un paquete y luego intenta enviarlo al siguiente nodo de la red.
• Frame Relay: Una tecnología de conmutación de paquetes de alta velocidad, utilizada principalmente en redes de área extensa (WAN).
• ATM (Modo de Transferencia Asíncrono): Técnica de red orientada a paquetes que organiza el flujo de información en bloques de tamaño fijo llamados celdas.

Fenómenos y Medios de Transmisión

• Crosstalk (Diafonía): Interferencia que ocurre entre cables paralelos debido al acoplamiento electromagnético.
• Cable Coaxial de Banda Ancha: Cable de 75 ohmios, comúnmente utilizado en sistemas de televisión por cable.
• Cable Coaxial de Banda Base: Cable de 50 ohmios, utilizado en redes antiguas como Ethernet.
• LEDs en Fibra Óptica: Utilizan luz normal no coherente, adecuada para fibra multimodo.
• Diodos Láser en Fibra Óptica: Utilizan luz coherente, adecuada para fibra monomodo.

Tipos de Redes (Cableadas e Inalámbricas)

• WAN (Wide Area Network - Red de Área Extensa): Generalmente utiliza fibra monomodo y emisiones láser para cubrir grandes distancias.
• WWAN (Wireless Wide Area Network): Redes de telefonía móvil (ej. 3G, 4G, 5G).
• WLAN (Wireless Local Area Network): Redes inalámbricas de área local, comúnmente conocidas como Wi-Fi.
• WMAN (Wireless Metropolitan Area Network): Redes inalámbricas que cubren un área metropolitana, con mayor cobertura que una WLAN.
• WPAN (Wireless Personal Area Network): Redes inalámbricas de área personal, como Bluetooth.

Estándares IEEE

• IEEE 802.3: Estándar para Ethernet.
• IEEE 802.5: Estándar para Token Ring.
• FDDI (Fiber Distributed Data Interface): Estándar ISO 9314 para redes de fibra óptica.
• IEEE 802.11: Estándar para Wi-Fi.
• IEEE 802.2: Define la subcapa LLC (Logical Link Control) dentro de la capa de enlace de datos.

Protocolos TCP/IP y de Transporte

• TCP/IP: El tamaño máximo de segmento TCP es de 64 Kbytes.
• IPv6: Permite paquetes de hasta 4 Gbytes (conocidos como jumbograms).
• Protocolos de Transporte: Los dos principales son TCP (Transmission Control Protocol) y UDP (User Datagram Protocol).
• PDU (Unidad de Datos de Protocolo): Denomina a los datos de un usuario junto con la cabecera añadida por el protocolo en cada capa.

Protocolos de Capa de Aplicación

• Telnet: Protocolo para terminal virtual.
• FTP (File Transfer Protocol): Protocolo para la transferencia de ficheros.
• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): Protocolo para el envío de correo electrónico.
• HTTP (Hypertext Transfer Protocol): Protocolo para la navegación web.
• DNS (Domain Name System): Sistema de nombres de dominio, traduce nombres de dominio a direcciones IP.
• NNTP (Network News Transfer Protocol): Protocolo para el servicio de noticias (news).

Comparativa TCP vs. UDP

• UDP (User Datagram Protocol):
  • No orientado a conexión.
  • Flujo unidireccional.
  • No garantiza la entrega ni el orden de los paquetes.
  • El receptor no conoce al emisor más allá de su dirección IP.
  • Ventaja: Más rápido.
  • Uso típico: Juegos en línea, videollamadas, streaming de audio/video.
• TCP (Transmission Control Protocol):
  • Orientado a conexión.
  • Ofrece control de errores (CRC) y retransmisión de paquetes perdidos.
  • Garantiza la entrega y el orden de los paquetes.
  • Ventaja: Conexión segura y confiable.
  • Desventaja: Más lento que UDP.
  • Uso típico: Navegación web (HTTP), transferencia de ficheros (FTP), correo electrónico (SMTP).

Dispositivos de Red y Capas OSI

Los dispositivos de red operan en diferentes capas del modelo OSI:

• Repetidor: Nivel 1 (Físico).
• Hub: Nivel 1 (Físico).
• Switch: Nivel 2 (Enlace de Datos).
• Puente (Bridge): Nivel 2 (Enlace de Datos).
• Router: Nivel 3 (Red).
• Gateway (Pasarela): Puede operar en cualquier nivel, típicamente en niveles superiores (Transporte o Aplicación), para interconectar redes con protocolos diferentes.

Dispositivos de Interconexión de Redes (Internetworking)

Estos dispositivos permiten la comunicación entre diferentes segmentos o tipos de redes:

• Repetidores
• Puentes (Bridges)
• Routers (que a menudo incorporan funciones de switch)
• Pasarelas (Gateways) de nivel de transporte o aplicación.