Redes Informáticas: Definición y Sistemas Operativos

Definición de Red Informática

• Es un conjunto interconectado de dispositivos como computadoras y servidores.
• Facilita compartir recursos, transmitir datos y colaborar en línea.
• Conocida también como red de computadoras, puede ser local o global.
• La comunicación se establece mediante cables o Wi-Fi.
• La red se compone de nodos que se comunican mediante protocolos predefinidos que garantizan la seguridad y eficiencia.
• Es gestionada por un administrador encargado de seguridad, mantenimiento, monitoreo y supervisión.

Diferencia entre Red y Grupo de Trabajo

• En una red, un servidor central administra los recursos.
• En un grupo de trabajo, no existe un servidor central.
• En redes, todos los dispositivos tienen el mismo nivel de control sobre sus propios recursos.

Sistemas Operativos de Red (NOS)

• Mantienen conectados dos o más equipos mediante cables o redes inalámbricas.
• Su objetivo es permitir el intercambio de información y el uso compartido de recursos.
• Coordinan la interacción entre dispositivos y gestionan los recursos.
• Incluyen gestores de red, servidores y clientes.
• Coordinan los recursos y equipos de manera centralizada mediante un ordenador principal.

Clasificación de los Sistemas Operativos de Red

Según la Arquitectura:

• Cliente-Servidor: Los usuarios acceden mediante un servidor central.
• Ejemplos: Windows Server, Novell NetWare y UNIX/Linux.
• Punto a Punto (Peer-to-Peer): Dispositivos se comunican directamente.
• Ejemplos: Windows 10/11 y macOS en redes domésticas.

Según el Entorno:

• Corporativos/Empresariales: Para redes grandes con gestión centralizada.
• Ejemplos: Windows Server, UNIX y Red Hat Enterprise Linux.
• Domésticos/Pequeñas: Para redes pequeñas con funciones básicas ejemplos son Windows Home/Pro y macOS.

Según la Plataforma o Arquitectura:

• Basados en Unix/Linux: Reconocidos por su estabilidad y seguridad.
• Ejemplos: Debian y CentOS.
• Basados en Windows: Fáciles de usar, comunes en empresas ejemplos Windows Server 2016, 2019, 2022.
• Propietarios: Diseñados para hardware específico, como Cisco IOS para routers y switches.

Según el Propósito o Función Principal:

• Sistemas de archivos en red (NFS, Samba): Para compartir archivos.
• Sistemas de impresión en red: Para administrar impresoras.
• Sistemas de control de usuarios: Seguridad, gestión de accesos, autenticación y permisos.

Según la Capacidad de Procesamiento:

• Multiprogramación/Multitarea: Ejecutan múltiples programas para maximizar el uso del procesador.
• Tiempo Compartido: Múltiples usuarios acceden simultáneamente, compartiendo el tiempo del procesador.

Tipos de Redes Informáticas Según la Distancia

• Red LAN (Local Area Network): Área geográfica pequeña, conecta dispositivos cercanos con comunicación rápida.
• Ejemplo: Oficinas, escuelas, edificios.
• Red WAN (Wide Area Network): Área geográfica amplia, conecta redes lejanas con intercambio de datos a larga distancia.
• Ejemplo: Internet.
• Red CAN (Campus Area Network): Mayor que una LAN, menor que una WAN, une edificios en un campus o institución.
• Ejemplo: Campus universitario.
• Red MAN (Metropolitan Area Network): Cubre una ciudad o región metropolitana y conecta ubicaciones dentro de la misma.
• Ejemplo: Redes hospitalarias.
• Red SAN (Storage Area Network): Limitada y rápida, conecta servidores con almacenamiento masivo.
• Ejemplo: Servidores de empresas.
• Red PAN (Personal Area Network): Área muy pequeña, conecta dispositivos personales cercanos.
• Ejemplo: Celular conectado a una laptop.
• Red WPAN (Wireless Personal Area Network): Muy corta distancia, inalámbrica entre dispositivos personales.
• Ejemplo: Celular conectado por Bluetooth a auriculares.

Elementos Utilizados en el Armado de Redes Informáticas

• Hosts: Equipos que se conectan a la red para enviar o recibir datos.
• Ejemplos: Computadoras, celulares, impresoras y tablets.
• Tarjeta de red (NIC): Permite que un dispositivo se conecte a la red.
• Por cable: Ethernet.
• Inalámbrica: Wi-Fi.
• Cables de red: Transmiten datos entre dispositivos.
• Tipos: UTP, STP.
• Switch: Conecta equipos dentro de una red local (LAN) para que se comuniquen entre sí.
• Router: Conecta redes diferentes, como una red local e Internet y asigna direcciones IP a los dispositivos.
• Punto de acceso (Access Point): Extiende la red inalámbrica.
• Módem: Convierte la señal del proveedor de Internet (ISP) en utilizable para el router o dispositivos finales.
• Servidor: Brinda servicios a otros equipos de la red (almacenamiento de archivos, correo electrónico,web).
• Firewall: Protege la red contra accesos no autorizados y amenazas externas.
• Tipos: Hardware y software.
• Panel de parcheo (Patch Panel): Organiza y distribuye cables en instalaciones grandes.
• Rack o gabinete de red: Estructura metálica para organizar equipos como switches y routers.
• Conectores RJ-45: Se utilizan en los extremos de cables UTP.
• Software de gestión de red: Monitorea, administra y configura dispositivos de red.

Topologías de Red

• Se relaciona a cómo los dispositivos están organizados y conectados físicamente para transmitir datos.

Topología en Estrella:

• Cada dispositivo se conecta a un punto central (switch, router o hub).
• Ventajas: Facilidad de instalación y detección de errores.
• Desventaja: Si el punto central falla, la red se cae.

Topología en Anillo:

• Los dispositivos se conectan en forma circular.
• Características: La información circula en una sola dirección.
• Desventaja: Si un dispositivo falla, afecta toda la red.

Topología en Árbol (Jerárquica):

• Combinación de topologías en estrella unidas jerárquicamente.
• Ventaja: Útil para redes grandes.

Topología de Malla:

• Todos los dispositivos están conectados entre sí.
• Ventajas: Alta redundancia y confiabilidad.
• Desventaja: Costosa debido a la cantidad de cables.

Topología Mixta (Híbrida):

• Combinación de dos o más topologías.
• Ventaja: Flexible.

Topología en Bus:

• Todos los dispositivos se conectan a un cable central (backbone).
• Características: Los datos se transmiten a todos, pero solo el destinatario los recibe.
• Ventajas: Económica.
• Desventajas: Propensa a colisiones y fallas si el cable falla.

Clases de Direcciones IP

• Clase A:
  • Rango público: 1.0.0.0 a 126.255.255.255.
  • Primer octeto: Entre 1 y 126.
  • Máscara de subred: 255.0.0.0 (8 bits).
  • Número de redes: 128 (126 utilizables).
  • Hosts por red: 16,777,214.
  • Uso: Redes grandes (corporaciones).
• Clase B:
  • Rango público: 128.0.0.0 a 191.255.255.255.
  • Primer octeto: Entre 128 y 191.
  • Máscara de subred: 255.255.0.0 (16 bits).
  • Número de redes: 16,384.
  • Hosts por red: 65,534.
  • Uso: Redes medianas (universidades).
• Clase C:
  • Rango público: 192.0.0.0 a 223.255.255.255.
  • Primer octeto: Entre 192 y 223.
  • Máscara de subred: 255.255.255.0 (24 bits).
  • Número de redes: Aproximadamente 2 millones.
  • Hosts por red: 254.
  • Uso: Redes pequeñas (hogares y negocios).

Diferencias entre los Protocolos IPv4 e IPv6

• IPv4:
  • Es la primera versión de IP.
  • Usa direcciones de 32 bits que puede generar aproximadamente 4,3 mil millones de direcciones únicas.
  • Es el formato más común hoy en día.
  • Algunos IP están reservados para usos especiales.
• IPv6:
  • Es una versión más reciente.
  • Usa direcciones de 128 bits.
  • Permite casi ilimitadas direcciones e incluye números y letras por lo que resuelve el agotamiento de direcciones.

Máscara de Red y Máscaras de Subred

• La máscara de red identifica qué parte de una dirección IP corresponde a la red y qué parte al host.
• Se escribe como una IP (ej. 255.255.255.0).
• Los 1 indican la parte de red y los 0 la parte de host.
• La máscara de subred permite dividir una red grande en subredes más pequeñas, facilitando la administración y mejorando la eficiencia.

Funciones del Cliente en una Red

• Iniciar Solicitudes: Envía peticiones al servidor.
• Procesar Respuestas: Recibe y muestra la información del servidor.
• Comunicación con el Servidor: Utiliza protocolos como TCP/IP.
• Interactuar con el Usuario: Proporciona una interfaz.
• Acceder a Recursos Compartidos: Usa recursos compartidos.

Cuentas y Grupos de Usuarios en Redes

Cuentas de Usuario:

• Los perfiles permiten identificar a un usuario especificando un nombre y contraseña para la autenticación.
• Permiten a los usuarios iniciar sesión y obtener acceso a los datos en función de los permisos

Grupos en una red:

• Los grupos de usuarios facilitan la asignación de permisos y la administración.
• Las asignaciones se hacen más sencillas ya que los permisos se asignan al grupo en vez uno a la vez.

Cuentas de Dominio:

• Se crean en un servidor de dominio y permiten el acceso centralizado a recursos de red desde cualquier equipo del dominio.

Funciones de los Principales Servidores en Red

• DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol): Asigna automáticamente direcciones IP sin necesidad de configuración manual.
• DNS (Domain Name System): Traduce nombres de dominio a direcciones IP, facilitando la navegación en Internet.
• FTP (File Transfer Protocol): Permite la transferencia de archivos entre un cliente y un servidor.
• Mail (Servidor de correo electrónico): Gestiona el envío, recepción y almacenamiento de correos electrónicos.
• HTML o WEB (Servidor Web): Almacena y sirve páginas web permitiendo a los usuarios acceder a contenido a través de un navegador

Características Clave de la Comunicación en Capas

• Estructura Modular:
  • Capas con funciones específicas que facilitan la comprensión del proceso de comunicación. Ventajas: Permite que los desarrolladores se enfoquen en una capa sin afectar las otras.
• Independencia Funcional:
  • Las capas pueden modificarse sin afectar a las otras, lo que facilita la actualización y el mantenimiento del sistema Ventajas: Reduce el impacto de cambios en el sistema general, ya que afecta solo a la capa modificada.
• Interacción Controlada:
  • Cada capa se comunica con una capa superior e inferior, lo que simplifica la interacción de las capas Ventajas: Ayuda a mantener la organización, y reducir la complejidad del sistema
• Facilita el diagnostico:
  • Permite aislar problemas en una capa determinada, lo que facilita la identificación y resolución de errores. Ventajas: Reduce el tiempo y el esfuerzo para solucionar los problemas en la red
• Estándares y Compatibilidad:
  • Promueve la interoperabilidad entre distintos dispositivos y fabricantes, asegurando que los sistemas puedan comunicarse entre sí sin problemas. Ventajas: integración de hardware y software de diferentes proveedores.
• Organización Lógica:
  • Divide el proceso de comunicación en pasos ordenados y comprensibles, facilitando la comprensión del flujo de datos Ventajas: Ayuda a los desarrolladores y administrador es entender mejor cómo funciona la red y gestionarla

Servicios que Ofrecen los Protocolos de Comunicación

• Los protocolos de red son importantes para la comunicación eficiente y confiable entre dispositivos.

Direccionamiento y Enrutamiento:

• Protocolo IP: Identifica cada dispositivo con una dirección IP única y define la ruta de los datos.
• ARP: Mapea direcciones IP a direcciones MAC.

Transporte de Datos:

• TCP: Garantiza la entrega correcta y sin errores de los datos.
• UDP: Transmite datos rápidamente, ideal para aplicaciones en tiempo real.

Resolución de Nombres:

• DNS: Traduce nombres de dominio en direcciones IP.

Transferencia de Archivos:

• FTP: Permite subir y descargar archivos.

Correo Electrónico:

• SMTP: Envía correos electrónicos.
• POP3 e IMAP: Reciben y gestionan correos electrónicos.

Navegación Web:

• HTTP / HTTPS: Permite la comunicación entre, y HTTPS incluye seguridad adicional mediante cifrado.

Otros Servicios Adicionales:

• Detección y Corrección de Errores; Se identifican y corrigen errores
• Segmentación: Se divide grandes volúmenes de datos en paquetes más pequeños
• Control de flujo: Regula la cantidad de datos para no saturar al receptor
• Entrega múltiple : Facilita el envío múltiples datos a sus destinos al mismo tiempo
• Servicios con y sin afirmación : Ofrece que se puedan confirmar o no los datos según la recepción.