Fundamentos de Redes y Protocolos: Desde la Telegrafía hasta TCP/IP

1.1. ¿Qué es Internet y Cuál es su Origen?

Innovaciones Históricas en la Comunicación

El desarrollo de las redes de comunicación modernas se basa en innovaciones técnicas clave del siglo XIX:

• Transmisión de información mediante impulsos eléctricos a través de un conductor.
• La Telegrafía.
• La Telefonía, introducida en 1876 por Alexander Graham Bell.

Estas tecnologías representaron una gran innovación. Por ejemplo, el correo considerado “urgente” podía tardar 7 días en la ruta Madrid-Asturias antes de estas mejoras.

Elementos de una Red de Comunicaciones

Una red de comunicaciones está formada por los elementos necesarios para establecer la comunicación:

• Emisores y receptores.
• Nodos intermedios.
• Conmutadores.
• Enlaces, etc.

Tipos de Redes de Comunicaciones según su Extensión

• Red de Área Personal (PAN): Dispositivos cerca de la persona (móviles, portátiles, etc.). Cubre pocos metros.
• Red de Área Local (LAN): Redes privadas (empresa, oficina…). Extensión limitada, área cerrada.
• Red de Área Metropolitana (MAN): Área diseñada para cubrir toda una ciudad (distintos campus).
• Redes de Área Extensa (WAN): Área que abarca una región, país o continente.

Internet es la red WAN global utilizada para la transmisión de datos (imágenes, vídeos, textos o llamadas de voz).

Origen de Internet: El Nacimiento de ARPANET

El origen de Internet se remonta a mediados de la década de 1960, en el contexto de la Guerra Fría. Estados Unidos buscaba crear una red de telecomunicaciones que pudiera superar caídas parciales del sistema, garantizando la continuidad de la comunicación.

Hitos Clave

• La Agencia de Proyectos de Investigación Avanzados (ARPA) impulsó este desarrollo.
• En 1967, nace ARPANET.
• En 1969, ARPANET conecta cuatro universidades situadas en diferentes puntos de EE. UU.
• Para 1973, ARPANET unía más de 40 centros de investigación (universitarios y no universitarios). La clave de su diseño era la redundancia: si algún camino estaba caído, se buscaba otra ruta para lograr que la información llegase a su destino.
• Entre 1973 y 1974, Vinton Cerf y Robert Kahn, investigadores de ARPANET, presentaron los protocolos TCP/IP.

1.2. Protocolos de Comunicación

1.2.1. ¿Qué es un Protocolo?

En las comunicaciones entre dispositivos, el protocolo desempeña el mismo papel que el lenguaje entre dos personas que hablan, estableciendo un conjunto de reglas para el intercambio de información.

Elementos Básicos del Protocolo

• La Sintaxis: Define la estructura o el formato de los datos, es decir, el orden en el que se presenta o transmite la información.
• La Semántica: Se refiere al significado de cada conjunto de bits.
• La Temporalización (Timing): Especifica cuándo deben enviarse los datos y la velocidad a la que deben transmitirse.

Modelo OSI (Open Systems Interconnection)

El modelo OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos) pertenece a la Organización Internacional de Estándares (ISO). Describe cómo crear protocolos de comunicaciones en red estructurados en capas o niveles.

Capas del Modelo OSI

El modelo describe la estructura en capas:

1. Capa de Aplicación: Servicios de red a aplicaciones.
2. Capa de Presentación: Representación de los datos.
3. Capa de Sesión: Comunicación entre dispositivos de la red.
4. Capa de Transporte: Conexión extremo a extremo y fiabilidad de los datos.
5. Capa de Red: Determinación [de la ruta].

1.2.3. La Arquitectura TCP/IP

La arquitectura TCP/IP surge a mediados de 1970, impulsada por el rápido desarrollo de ARPANET. Estructura el intercambio de información a través de dos protocolos principales:

• IP (Internet Protocol): Dirige los paquetes de datos desde el emisor hasta el receptor de la información.
• TCP (Transmission Control Protocol): Controla el transporte de la información, organiza los paquetes a la llegada a su destino, y detecta y corrige posibles errores en la transmisión de datos.

Capas del Modelo TCP/IP

Capa de Acceso a la Red

Se definen las características físicas del medio de transmisión.

Capa de Internet

Esta capa tiene funciones cruciales:

1. Define el camino seguido por los datos desde el dispositivo de origen al de destino.
2. Es un protocolo no fiable y sin conexión.
3. Transporta los datos en paquetes denominados datagramas.