Sistemas Informáticos en Red

Redes Informáticas

  • Definición: Un conjunto de sistemas informáticos y dispositivos conectados que permite la comunicación y el compartir de recursos, datos y servicios.

  • Componentes Esenciales:

    • Emisor: Dispositivo que envía datos o mensajes.
    • Canal o medio: Medio por el que viaja la información.
    • Receptor: Dispositivo que recibe datos o mensajes.

Dispositivos finales, equipos o host

  • Funciones:

    • Generación y consumo de datos: Crean, procesan y consumen información.
    • Interfaz usuario-red: Permiten la interacción entre usuarios y la infraestructura de comunicación.
    • Almacenamiento y recuperación de datos: Guardan y permiten el acceso a datos.

  • Requisitos para su Funcionamiento:

    • Hardware adecuado: Tarjeta de interfaz de red.
    • Software de red: Protocolos y drivers.
    • Dirección IP única: Para la identificación en la red.

Ventajas y Desventajas de Redes

  • Ventajas:

    • Compartir recursos.
    • Mayor eficiencia y productividad.
    • Acceso remoto.
    • Facilidad en la gestión de datos.
    • Escalabilidad.
    • Automatización.

  • Desventajas:

    • Riesgos de seguridad.
    • Fallas y dependencias del sistema.
    • Costos de instalación y mantenimiento.
    • Requiere conocimientos técnicos.
    • Posible monitoreo y falta de privacidad.

Dispositivos Intermedios

  • Funciones: Facilitan la comunicación segura entre dispositivos finales.

  • Tipos:

    • Switch: Comunicación directa entre dispositivos en una misma red.
    • Bridge: Divide redes para mejorar rendimiento.
    • Router: Determina la mejor ruta para datos entre redes.
    • Firewall: Protege la red de accesos no autorizados.
    • Módem: Establece comunicación entre medios digitales y analógicos.

Medios de Transmisión

  • Guiados por Cable:

    • Par trenzado: Reducción de interferencias; ejemplos: UTP, STP, FTP.
    • Coaxial: Buen aislamiento contra interferencias; usado en redes locales.
    • Fibra óptica: Transmisión de datos por pulsos de luz; alta velocidad.

  • Inalámbricos:

    • Wi-Fi: Conexión inalámbrica a internet.
    • Bluetooth: Comunicación a corta distancia.
    • NFC: Comunicación de corto alcance, como pagos móviles.
    • LoRa y Zigbee: Para IoT y dispositivos de bajo consumo.

Ancho de banda, velocidad y latencia

  • Ancho de Banda: Capacidad máxima de transferencia; calculado como ( ext{Ancho Banda} = rac{ ext{datos}}{ ext{tiempo}}).
  • Velocidad: Tasa real de transferencia; puede verse afectada por saturaciones.
  • Latencia: Tiempo que tardan los datos en llegar; medido en milisegundos.

Control de acceso al medio (MAC)

  • Protocolos:
    • CSMA/CD: Detecta colisiones en la transmisión.
    • CSMA/CA: Evita colisiones antes de que ocurran.
    • TDMA, FDMA, CDMA: Dividen el espectro de tiempos y frecuencias.

Protocolos y estándares

  • Protocolos: Reglas que determinan la comunicación.
  • Estándares: Estructuras que uniforman criterios. Ejemplos de Organismos: IEEE, ISO, EIA, TIA, ANSI.
  • Normas Comunes:
    • IEEE 802.3: Ethernet.
    • IEEE 802.11: Wi-Fi.
    • ANSI/TIA-568: Requisitos de cableado.

Tipos de Redes

  1. Por dirección de datos: Simplex, Half-Duplex y Full-Duplex.
  2. Por destinatarios: Unicast, Broadcast, Multicast.
  3. Por medio físico: Cableadas, Inalámbricas, Híbridas.

Clasificación según propiedad

  • Redes Públicas: Accesibles por todos.
  • Redes Privadas: Restringidas a un conjunto específico de usuarios.
  • VPN: Conexiones seguras a través de redes públicas.

Topología

  • Bus: Bajo costo, pero difícil de mantener.
  • Estrella: Fácil de instalar, pero depende del conector central.
  • Anillo: Menor latencia, pero difícil de modificar.
  • Árbol: Escalable y organizada, pero costosa.
  • Malla: Alta redundancia, pero más cara.
  • Mixta: Combinación, flexible pero compleja.

Modelos deReferencia

  • Modelo OSI:

    • 7 Capas; desde física hasta aplicación.

  • Modelo TCP/IP:

    • 4 Capas; práctico y orientado a la comunicación en redes.

Protocolos Utilizados

  • Capa de Acceso a la Red: Ethernet, Wi-Fi, PPP.
  • Capa de Internet: IP, ICMP, ARP.
  • Capa de Transporte: TCP, UDP, SCTP.
  • Capa de Aplicación: HTTP, FTP, SMTP, DNS, DHCP.

Direccionamiento

  • IPv4 y IPv6.
    • IPv4: 32 bits; ( ext{clases A, B, C, D, E}).
    • IPv6: 128 bits; permite un número muy grande de direcciones.

Conexión y Seguridad

  • Protocolos de Seguridad: WEP, WPA, WPA2, WPA3.
  • Proxy: Intermediario que oculta IP y filtra contenido.
  • Tipos de Proxy: Directo e inverso.