REDES E INTERNET

INTRODUCCIÓN

Esta entrada está dedicada a la arquitectura de la red.  Hablaremos de cómo es que está el cableado y cómo se van conectado computadora a computadora y en el mismo sentido el internet y cómo ha pasado de ser un punto aislado y difícil acceso ha una conexión disponible para todos, o tan siquiera para un gran porcentaje de la población mundial. 

DESARROLLO

Clasificación de las redes

• Alcance: 

• Local area network (LAN): es una red de área local

• Metropolitan area (MAN): es una red metropolitana

• Wide area network (WAN): es una red de área amplia

• Propiedad:

• Cerrada versus abierta (protocolos TCP/IP): permite la configuración de segmentos de red

• Topología (configuración)

• Bus (Ethernet): todas las máquinas están conectadas a ese cable, si una computadora quiere enviarle algo a otra computadora basta con que aquélla escriba y el bus se encargara de comunicárselo a todas las computadoras quien lo recibe e interpreta

• Estrella (redes inalámbricas con un Punto Central de Acceso): es donde se tiene una computadora central (llamada router) y todas las computadoras transmiten a esa, no hay comunicación entre computadoras; si una computadora quiere enviar a otra primero tiene que mandarlo al router, ésta procesa, copia y manda a la otra computadora

Topologías populares de red

Protocolos

• CSMA/CD

• Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones

• Utilizando en Ethernet

• El silencio en el BUS da el derecho a enviar un mensaje

• CSMA/CA

• Acceso multiple por detección de portadora con evitación de colisiones

• Utilizado en WiFi

• El problema del terminal oculto

Comunicación a través de una red en bus

 

El problema de la terminal oculta

 CSMA/CD

• Acceso múltiple por detección de portadora con detección de colisiones

• Todos los mensajes son recibidos por todas las máquinas en el bus

• Una máquina espera hasta que el bus esté en silencio

• Al detectar una colisión se hace una pausa durante un corto periodo de tiempo, de longitud aleatoria, antes de tratar de transmitir de nuevo

• CSMA/CD no es compatible con redes inalámbricas (porque no es capaz de escuchar las terminales ocultas)

CSMA/CA

• Acceso múltiple por detección de portadora con evitación de colisiones

• IEEE 802.11 – WiFi (se usa en redes WiFi y en celulares)

• Dar oportunidad a aquellas máquinas que ya han estado esperando una oportunidad de transmitir

• Si el canal está en silencio, se espera durante un periodo corto de tiempo y luego se empieza a transmitir sólo si el canal ha permanecido en silencio a lo largo de dicho periodo

• Si el canal está ocupado, la máquina espera durante un periodo de tiempo aleatorio antes de intentarlo de nuevo

• Una vez que pasa ese periodo la máquina se apropia del canal silencioso sin ningún tipo de espera

• Mensajes de solicitud con confirmación

Combinación de redes

• Repetidor: extiende una red (bus se hace más grande), no hace análisis de datos

• Puente (Bridge): conecta 2 redes compatibles; copia todo

• Conmutador (Switch): conecta varias redes compatibles

• Encaminador (router): conecta 2 redes incompatibles lo que resulta en una red de redes internet; convierte de un tipo de ret a otro tipo de red

Construcción de una red en bus de gran tamaño a partir de otras más pequeñas

 

Encaminadores que conectan 2 redes WiFi y una red Ethernet para formar una interred

 

Internet

• El internet: un internet que se extiende por todo el mundo

• La meta original fue el desarrollo de un modo de conectar redes que no fuera sensible a desastres en algunos nodos

• Ha paso de ser un proyecto académico a un proyecto comercial

• ARPANET-DARPA

Composición de Internet

 

Demo de seguimiento de internet

• Con la terminal de Mac o CMD de windows usar los comandos de ping y traceroute o tracert

Métodos de comunicación entre procesos

• Sólo hay 2 métodos de comunicación:

• Cliente-servidor: todas las computadoras son servidores al mismo tiempo que clientes

• Peer-to-peer (P2P) es de persona a persona

• Cliente-servidor

• Un servidor, varios clientes

• Un servidor opera de forma continua

• El cliente inicia la comunicación

• Peer-to-peer (P2P)

• 2 procesos se comunican como iguales

• Los procesos entre pares son de corta duración

El modelo cliente/servidor comparado con el modelo P2P (peer-to-peer)

Sistemas Distribuidos

• La computación en cluster describe un sistema distribuido en el que múltiples computadoras independientes trabajan estrechamente de manera conjunta para proporcionar potencia de computación o servicios comparables a los de una máquina de mucho mayor tamaño

• La computación en retículo (grid) hace referencia a sistemas distribuidos que están acoplados de forma más débil. Estos sistemas se instalan a menudo en computadoras que tienen otros propósitos (e.j. PCs) dando estas máquinas potencia de cómputo cuando no se están empleando

• La computación en la nube describe un sistema distribuido en el que una serie de enormes conjuntos de computadoras compartidas en la red pueden asignarse para ser utilizados por los clientes según sea necesario

• Ejemplos: Elastic Compute Cloud de Amazon

Ejemplo de envío de un Paquete

Las capas del Software de Internet

• Aplicación: ensambla el mensaje con dirección; sabe qué hacer con el paquete

• Transporte: divide el mensaje en paquetes; reensambla el mensaje

• Red: maneja el encaminamiento a través de la Internet; envía el paquete y lo decodifica

• Enlace: maneja la transmisión de paquetes; es la capa física; no le importa lo que diga el paquete

Seguimiento en un mensaje a través de Internet

 

Capas Internet

• Transferencia de mensajes a través de Internet: tarea principal del software de red

• Proceso de transferencia través de unidades coordinadas y con funciones específicas establecidas como jerarquía 

 

Conjunto de Protocolos TCP/IP

• Capa de transporte

• TCP: orientado a conexión, fiable, control de flujo y congestión

• UDP: es más rápido

• Capa de red

• IP (Piv4 and Ipv6) – 32 bits vs. 128 bits

• Es la capa física con el número de dirección de la computadora

Direccionamiento en Internet 

• IP address o dirección IP: patrón de 32 ó 128 bits representado comúnmente por una notación decimal con puntos

• Una computadora de internet tiene 32 bits (con 4 bytes pues 4 x 8 = 32)

• La cantidad máxima de computadoras que se oueden conectar en el mundo al mismo tiempo con 32 bits es de 4,294,967,296 (porque 2^32), es decir, 4 mill millones de computadoras

• Nombres mnemónicos:

• Nombres de dominio

• Dominios de Nivel superior – Top-Level Domains

• Domain name system (DNS):

• Servidores de nombres

• DNS lookup

• Los componentes de una página web son:

1. Nombre de dominio
2. Servidor conectado a internet para que tenga dirección IP
3. Contenido

Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (ICANN)

• Asigna direcciones IP a los ISP quienes a su vez asignan direcciones dentro de sus regiones

• Supervisa el registro de dominios y nombre de dominio

• En México: akky.mx

• ITAM: 148.205.255.255

• Redes privadas:

• 10.5.64.2

• 192.168.0.1

Aplicaciones de Internet

• Correo electrónico (e-mail)

• Servidor de correo: una máquina concreta dentro de un dominio que recibe correos o los envía a otros servidores de correo en donde se almacena hasta que el receptor lo contacte

• SMTP (Simple Mail Transfer Protocol): protocol para transferir correo entre servidores y para enviar un mensaje desde una máquina local a un servidor

 

• MIME (Multipurpose Internet Mail Extensions): protocol para transferir datos no ASCII a un formato compatible con SMTP

• POP3 (Post Office Protocol Version 2) y IMAP (Internet Mail Access Protocol) son 2 protocolos de acceso al correo electrónico almacenado en un servidor. POP transfiere los correos a la máquina local, IMAP los deja en el servidor

• NTP (Network Time Protocol)

• FTP (File Transfer Protocol): acceso a archivos en servidores remotos a través de contraseña, FTP anónimos, acceso sin contraseña

• Telnet: terminal para acceso remoto a servidor o computadora, SSH proporciona acceso y comunicación cifrado

• VoIP: Voice over Internet Protocol, Skype

World Wide Web

• Hipertexto y HTTP (Hypertext Transfer Protocol)

• El navegador obtiene documentos del servidor de WEB

• Los documentos son identificados por un URL (Uniform Resource Locator)

• HTML: Hypertext Markup Language

Un URL típico

 Seguridad desde el URL

• Obligatoriedad de protocolos seguros

• http://

• https://

• Seguridad para los DNS

Formato de un documento de hipertexto

• Codificado como archivo de texto

• Contiene etiquetas (tags) para comunicarse con el navegador

• Apariencia

• <h1> para iniciar una título de cabecera de nivel 1

• <p> para iniciar un nuevo párrafo

• Ligas a otros documentos o contenidos

• <a href=…>

• Inserción de imágenes

• <img src=…>

    

Una página web simple

Una página web mejorada

 

CONCLUSIONES

El internet se ha vuelto una herramienta y un tema muy complicado de explicar, sin embargo, es muy importante saber cómo es que están conectadas todas las personas en el mundo en un instante y, por lo mismo, saber la ubicación de la gente también en un instante y con tremenda facilidad porque como todo está conectado, la señal emitida puede ser captada en cualquier lugar del mundo si no se tiene cuidado.