Fundamentos de Redes de Computadoras: Tipos, Modelos y Seguridad Esencial

Tipos de Redes de Computadoras: Clasificación y Características

Clasificación Según la Cobertura

• Redes de Área Local (LAN)
• Redes de Área Amplia (WAN)
• Redes de Área Metropolitana (MAN)

Clasificación Según el Propietario

• Redes Privadas
• Redes Públicas

Clasificación Según el Medio de Transmisión

• Redes Cableadas
• Redes Inalámbricas

Clasificación Según el Modelo de Transmisión

• Redes de Difusión
• Redes Punto a Punto

Clasificación Según la Topología

• Estrella
• Irregular

Modelo OSI: Un Marco de Referencia para Protocolos de Red

El Modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo de referencia fundamental para los protocolos de red, que describe cómo la información de una aplicación en un ordenador se mueve a través de un medio de red a una aplicación en otro ordenador.

Capas del Modelo OSI

Capa Física (Capa 1)

Se encarga de la transmisión de bits a lo largo de un canal de comunicación. Su función principal es asegurar que, si se envía un bit por el canal, se reciba el mismo bit en el destino.

Capa de Enlace de Datos (Capa 2)

Esta capa se ocupa de:

• Direccionamiento físico (direcciones MAC).
• Gestionar el proceso de transmisión de datos.
• Detectar y, en algunos casos, corregir errores.
• Distribuir de manera ordenada las tramas de datos.
• Controlar el flujo de datos para evitar la saturación del receptor.

Capa de Red (Capa 3)

Sus responsabilidades incluyen:

• Encaminar los paquetes de datos entre diferentes redes.
• Controlar la congestión de la red.
• Permitir el uso de protocolos como IP (Internet Protocol).

Capa de Transporte (Capa 4)

Esta capa se ocupa de:

• Hacer de puente entre las capas superiores y las inferiores.
• Realizar el seguimiento de la comunicación entre el origen y el destino, asegurando la entrega de datos.

Capa de Sesión (Capa 5)

Establece, gestiona y finaliza las sesiones entre dos aplicaciones. Se encarga de la sincronización y el diálogo entre los procesos de las aplicaciones.

Capa de Presentación (Capa 6)

Sus funciones principales son:

• Cifrar y descifrar los datos.
• Comprimir y descomprimir los datos.
• Traducir formatos de datos para asegurar la compatibilidad entre sistemas.

Capa de Aplicación (Capa 7)

Interactúa directamente con el usuario, proporcionándole los servicios de red necesarios para las aplicaciones que utiliza (por ejemplo, correo electrónico, navegación web, transferencia de archivos).

Tecnologías de Red Inalámbrica

WLAN (Wireless Local Area Network)

Utiliza la tecnología Wi-Fi para establecer conexiones inalámbricas. Sus características incluyen:

• Alcance: Dentro de edificios, hasta 150 metros.
• Hardware necesario: Tarjeta de red inalámbrica.
• Seguridad: Cifrado de la comunicación mediante protocolos como WEP, WPA y WPA2.

WPAN (Wireless Personal Area Network)

Se caracteriza por:

• Comunicación sin cables de corto alcance.
• Bajo consumo de energía.
• Alcance: Típicamente hasta 10 metros.
• Uso principal: Conectar periféricos al ordenador (por ejemplo, Bluetooth).
• Velocidad de transmisión: Generalmente muy baja.

Modelo TCP/IP: El Estándar de Internet

El modelo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol) es el conjunto de protocolos fundamental que sustenta Internet. Se caracteriza por:

• Ser un modelo de cuatro capas que simplifica el modelo OSI.
• Prescindir de las capas de presentación y sesión del modelo OSI, ya que la mayoría de las aplicaciones no las utilizan directamente.
• Unificar las capas de enlace de datos y física del modelo OSI en una única "capa de acceso a la red" o "subred".

Topologías de Red

Topología en Estrella

Es la topología recomendada para redes de área local (LAN) debido a su facilidad de gestión y robustez. En esta configuración, todos los dispositivos se conectan a un dispositivo de interconexión central, como un switch o un router.

Estándares de Red

Ethernet

Ethernet es un estándar ampliamente utilizado para redes de área local (LAN) en computadoras. Su nombre se asocia con el mecanismo CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection), que en español significa Acceso Múltiple con Escucha de Portadora y Detección de Colisiones, aunque las implementaciones modernas de Ethernet (con switches) rara vez utilizan CSMA/CD.

Seguridad en Redes LAN

Firewall

Un firewall (cortafuegos) es un sistema de seguridad de red que controla el tráfico de red entrante y saliente basándose en un conjunto de reglas preestablecidas. Sus funciones incluyen:

• Restringir el acceso a la red en ambas direcciones (entrada y salida).
• Filtrar los paquetes de datos que se intercambian.
• Permitir configurar un conjunto de reglas para permitir o denegar conexiones específicas.

Proxy

Un servidor proxy es un programa o dispositivo que actúa como intermediario entre un cliente que solicita un recurso y el servidor que proporciona ese recurso. Sus beneficios y funciones son:

• Facilitar y optimizar el ancho de banda de los usuarios.
• Guardar en caché las páginas web y recursos más solicitados para acelerar el acceso.
• Puede filtrar páginas web y programas maliciosos, mejorando la seguridad y el control de acceso.