Hardware y Redes

Conceptos fundamentales, historia y arquitectura de las redes informáticas

• Definición: Sistema de dispositivos y software interconectados para intercambio de datos.
• Medios de transmisión: Impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o señales ópticas.
• Objetivos: Compartir recursos, asegurar confiabilidad, disponibilidad y velocidad, y reducir costes.
• Modelos de referencia: OSI (7 capas, teórico) y TCP/IP (4 capas, base práctica).
• Entidades normalizadoras: IETF e ISO (garantizan la interoperabilidad).
• Hito 1940: Primeras transmisiones de datos (Darmouth a Nueva York).
• Evolución hardware: Apple I (1976) e IBM PC (1981).
• Velocidades dial-up: Rango de 1200 bps a 56 kbps.
• Capa física: Componentes materiales y características eléctricas.
• Capa lógica: Protocolos de alto nivel construidos sobre normas rudimentarias.
• Ventaja de la división física/lógica: Facilita la actualización y migración tecnológica.

Componentes básicos de las redes

• Componentes esenciales: hardware, software y protocolos
• Dispositivos de usuario final (hosts): brindan servicios directos
• Dispositivos de red: permiten la interconexión entre hosts
• Tarjeta de red (NIC): elemento primordial para la comunicación de datos
• Dirección MAC: identificador único de 48 bits (6 bytes) por tarjeta
• Función del adaptador: conversión de señales físicas a bits (ceros y unos)
• Sistema operativo de red: permite la interconexión y acceso a recursos
• Software de aplicación: permite el uso de programas y archivos específicos
• Terminales: equipos para entrada/salida de datos vinculados a un servidor
• Print server: permite que una impresora actúe como nodo de red
• Servidores: equipos que proveen los servicios de la red a los usuarios

Tipos de servidores y servicios de red

• Servidor de archivos: distribuye archivos vía FTP/HTTP
• Servidor de impresión: gestiona colas y prioridades de impresión
• Servidor de correo: gestiona envío, recepción y enrutamiento de emails
• Servidor de fax: distribuye fax entre dispositivos físicos y computadoras
• Servidor de telefonía: gestiona llamadas, mensajes de voz y redes IP/analógicas
• Servidor proxy: ofrece seguridad (cortafuegos) y optimiza peticiones (prefetching)
• Servidor RAS: gestiona conexiones remotas y redes virtuales privadas (VPN)
• Servidor web: distribuye contenido HTML, imágenes y archivos web
• Servidor de streaming: distribuye multimedia en tiempo real sin demoras
• Servidor de reserva (standby): sustituye al servidor principal en caso de fallo
• Servidor de autenticación: verifica usuarios mediante estándar 802.1x (ej. RADIUS)
• Servicios de red: incluyen DHCP (IPs), DNS (nombres) y Servicio de Directorio
• Servidor de base de datos: almacena datos clasificados y usa lenguajes como SQL
• Servidor de aplicaciones: gestiona la lógica de negocio y centraliza el desarrollo
• Servidores de monitorización: gestionan incidencias y alertas mediante SNMP

Almacenamiento, dispositivos, protocolos y arquitecturas de red

• Almacenamiento centralizado: uso de disk arrays, RAIDs, SAN y NAS.
• Beneficios de red de almacenamiento: redundancia, alta disponibilidad y gestión de espacio.
• Conmutadores (switches): unen equipos dentro de una oficina.
• Puntos de acceso inalámbricos (WAP): gestionan señales Wi-Fi conectadas por cable a un switch.
• Enrutadores (routers): proporcionan acceso a Internet (ADSL, fibra, etc.).
• Componentes adicionales: bridge y brouter.
• Modelo OSI: abstracción teórica de 7 capas creada por la ISO.
• Modelo TCP/IP: estándar global actual con 4 capas.
• Protocolos: normativas internacionales independientes de los modelos OSI/TCP-IP.
• Redes tradicionales: plano de control y datos integrados verticalmente en el hardware.
• SDN: desacopla y centraliza el plano de control en un controlador SDN externo.
• Dispositivos SDN: actúan como dispositivos de reenvío de paquetes programables.
• Clasificación de redes: basada en alcance, tecnología y tipo de conexión.

Clasificación de redes por alcance, conexión, relación funcional y tecnología

Clasificación y Tipos de Redes de Datos

• Red punto a punto (PtP): Conexiones individuales; usa switches.
• Red de Difusión (broadcast): Canal compartido; usa hubs; solo la destinataria procesa.
• Red multipunto: Uso compartido de medio; flujo bidireccional; permite separación geográfica.
• Red en bus: Un único canal llamado backbone.
• Red en anillo: Conexión secuencial; similar a daisy chain.
• Red en estrella: Conexión obligatoria a un punto central.
• Red en malla: Cada nodo conectado con todos los demás.
• Red en árbol: Estructura jerárquica; redes en estrella interconectadas sin nodo central.
• Red híbrida: Combinación de varias topologías.
• Simplex: Transmisión unidireccional.
• Half-duplex: Bidireccional no simultáneo.
• Full-duplex: Bidireccional simultáneo.
• Red privada: Acceso restringido por clave personal.
• Red de acceso público: Uso libre y comunicación sin límite geográfico.
• Intranet: Red privada con tecnología de Internet para una organización.
• Internet: Red descentralizada mundial basada en TCP/IP.
• Red comercial: Para organizaciones con ánimo de lucro.
• Red educativa: Para el ámbito del aprendizaje.
• Red para el proceso de datos: Interfaz para cómputo conjunta.
• Red sin servidor: Equipos actúan como cliente y servidor indistintamente; usa Grupos de trabajo.