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Conceptos Básicos de Internet – ¿Qué necesito saber?

Internet no es una red si no un conjunto de redes. Este conjunto de redes permite la conexión de ordenadores y equipos a nivel global. Hoy en día prácticamente todas las redes utilizadas se conectan a internet o utilizan la misma tecnología que internet. ¿Por qué internet se ha convertido en la mayor y única red pública en el mundo? La respuesta más sencilla es que todas las tecnologías de red que se han desarrollado se pensaron para ser pequeñas. Internet nació grande y se pensó para ser grande. Aunque han sido necesarios algunos avances tecnológicos en estos años ninguna tecnología ha conseguido llegar a ser tan grande como internet. Una vez convertido en un estándar ninguna tecnología de red ha podido competir con ella.

Ethernet

Es el medio más habitual por el que se comunican los datos hoy en día. ¿Qué significa medio? Hablamos de conectores, tensiones, velocidades, etc. Sobre Ethernet se podría utilizar cualquier protocolo aunque habitualmente se utiliza TCP/IP. Veremos que hay algunos protocolos más que se mueven por internet complementarios a TCP/IP. Una red ethernet se reconoce por los conectores. Somo como los del teléfono pero algo más grande. El conector se denomina RJ45 a diferencia del conector telefónico que se denomina RJ11. Los cables utilizados se denominan de “categoria 6”. Hoy en día no os conforméis con menos. Las velocidades que se alcanzan son de 100 Mbit/S y de 1000 Mbit/S (1 GBit/S). A nivel profesional existen redes ethernet de 10 GBit/S pero la conexión se realiza mediante fibras opticas con varios formatos en uso.

Hub

Antiguamente se utilizaban como base para una red ethernet. Todos los ordenadores se conectaban a un hub y en él se creaba la red ethernet. La red ethernet se denomina de contienda ¿Que quiere decir eso? Todos los ordenadores oyen a todos. Cuando un ordenador quiere mandar datos a otros espera a que la red esté inactiva. En ese momento manda los mensajes y todos lo oyen. Solo el ordenador destino recibe el mensaje, los demás lo ignoran. Puede darse el caso de que dos ordenadores comiencen a mandar mensajes a la vez. En ese caso se dice que se ha producido una colisión, los dos se callan e intentan mandar el mensaje un poco más tarde. El hub es el encargado de que todos oigan a todos. Se pueden conectar dos hubs entre si y serían la misma red. Cuando hay muchos hubs conectados entre si es necesario tener cuidado para no hacer bucles. En cualquier caso este equipo está en desuso y lo que mas se utiliza hoy en día es el switch

MAC address

Es la dirección utilizada en las redes ethernet. Cada equipo tiene una dirección MAC (Media Access Control) que se graba en fabrica. Si un ordenador tiene varios conectores de red tiene una dirección MAC por cada conector. Todos los mensajes que se emiten en una red internet llevan la dirección MAC de origen y la dirección MAC de destino. Solo hay una excepción, los mensaje denominados de “broadcast”. Solo tienen dirección MAC de origen y van destinados a todos los ordenadores conectados en la red.

Switch

Es una evolución del hub que permite que haya varias conexiones simultaneas y minimizar las colisiones. El switch apunta por cada conector las direcciones MAC de los ordenadores conectados. Cuando un ordenador envía un mensaje a otro el switch mira a quien va destinado y solo manda el mensaje por el conector donde está conectado el ordenador destino. Como los demás se piensan que la red está inactiva siguen mandando mensajes. El switch se encarga de que los mensajes lleguen a su destino y los demás ordenadores piensen que la red está inactiva. Por lo tanto se pueden dar muchas comunicaciones simultaneas aumentando muchísimo la capacidad de la red. Solo los mensajes de broadcast se envían por todos los conectores pero normalmente son muy pocos. Al igual que el hub se pueden conectar varios switches entre si pero con la precaución de no hacer bucles y utilizar solo un cable para esa conexión.

Protocolo

El protocolo describe los procedimientos para enviar datos a través de un medio. Imaginemos el correo de toda la vida. El medio serían los sobres, los carteros, camiones, sacos de correo, etc. El protocolo indicaría que debemos meter los datos en un sobre y poner la dirección de destino en el frontal del sobre. El protocolo también indicaría que debemos poner un sello adecuado para la distancia y que podemos poner la dirección remitente en la parte de atrás del sobre aunque esto es opcional. Los protocolos también se podrían anidar, imaginemos que enviamos una carta a una persona de una gran empresa, la carta llegaría a la sede principal y, en ella, la persona encargada del correo introduciría dicha carta en un sobre de correo interno con el que la carta llegaría finalmente al destinatario.

En el mundo informático el protocolo más importante hoy en día es el protocolo TCP/IP y, en internet, es sobre el que pivotan todas las comunicaciones pero no es el único. Existen varios protocolos complementarios a TCP/IP y multitud de protocolos que utilizan TCP/IP como base. Por ejemplo, HTTP es el protocolo básico para el servicio WEB y es el utilizado por todos los navegadores. HTTP es un protocolo que funciona sobre TCP/IP. Para el análisis de los protocolos utilizados en internet existe una herramienta muy potente (ademas de gratuita) llamada Wireshark con la que podemos observar, analizar y comprender los protocolos utilizados en la comunicación de nuestro ordenador.

TCP/IP

Es el protocolo más utilizado hoy en día y prácticamente se ha convertido en el protocolo único. Explicar TCP/IP en una líneas es muy ambicioso pero, resumiéndolo mucho, se basa en que todos los ordenadores y equipos tiene una dirección llamada dirección IP. Cada dirección IP son cuatro números de 0 a 255. Un ejemplo de dirección IP sería 156.132.45.67. Todo paquete de datos llevaría la dirección de origen y la dirección de destino. La red se encarga de que el paquete llegue a su destino.

ARP

Es el protocolo que se utiliza antes de una comunicación TCP/IP. Cuando un ordenador quiere mandar un mensaje a una dirección IP debe saber primero su dirección MAC ya que esta es la única que vale en una red ethernet. Mediante el protocolo ARP se manda un mensaje de broadcast a todos los ordenadores preguntando quien tiene esa dirección IP. Solo el ordenador indicado responde indicando su dirección MAC. Los ordenadores guardan una relación entre dirección IP y dirección MAC y solo utilizan el protocolo ARP la primera vez y cuando algo falla.

Router

El router es el equipo que conecta dos redes distintas que pueden incluso ser de tecnologías diferentes. Funciona solo a nivel de protocolo TCP/IP y envía de una red a otra solo los mensajes que van de una red a otra. Realmente el router no analiza los mensajes que se manda por cada red. Cada ordenador sabe perfectamente cuando el mensaje va a otro ordenador de la misma red y cuando va a otro ordenador de otra red. La configuración que determina esto es la mascara que es parte de la configuración. También, cuando se configura un ordenador se indica la dirección IP del router por lo que, cuando el destinatario no está en la red, se envía el mensaje al router (en la configuración se denomina gateway) y ya es el router el encargado de mandarlo por la red adecuada.

Mascara

Discrimina cuando el ordenador destino está en la misma red o está en otra red. La máscara más habitual es “255.255.255.0”. Cualquier otra máscara es para expertos. ¿Que significa esto? Como hemos dicho la dirección IP es un conjunto de 4 números de 0 a 255. Esta máscara significa que los tres primeros números indican la red y el último indica el ordenador. Si nuestro ordenador tiene la dirección 192.168.1.45 y el mensaje va al ordenador 192.168.1.78 estarían en la misma red. Si la dirección destino es 192.168.4.32 estarían en redes distintas por lo que el mensaje se mandaría a la dirección del router que normalmente sería la 192.168.1.1.

DHCP

El protocolo DHCP es complementario de TCP/IP y es utilizado solo esporádicamente. Sirve para asignar a un ordenador que se enciende la configuración TCP/IP necesario para poder comunicarse. Normalmente el router ADSL que tenemos en nuestra casa es, a su vez, servidor DHCP asignando la configuración adecuada a cada ordenador o equipo. La configuración básica para poder conectarse es la siguiente: dirección IP, máscara, dirección IP del router (gateway), dirección o direcciones de los servidores DNS. Esta configuración, cuando indicamos configuración automática, es recibida del servidor DHCP.

DNS

Manejar direcciones IP es bastante engorroso. Seria muy complicado tener que acordarnos de que la página web de un periódico es la dirección 156.132.45.67. Sin embargo es mucho más fácil acordarse de www.periodico.com. El sistema que hace la traducción se llama DNS (Domain Name Server). Cuando introducimos www.periodico.com el ordenador automáticamente se conecta al DNS y este le devuelve la dirección (el juego de 4 números) necesario para comunicarse. Todos los proveedores de internet tienen un servidor DNS para sus usuarios. Cuando este DNS no tiene la traducción consultaría a otro DNS de rango superior.

NAT

Abreviatura de “Network Address Translator” o traducción de direcciones en la red. Es una función muy utilizada sobre todo cuando queremos adaptar una red privada a una red pública. Pongamos un ejemplo. Cuando conectamos un ordenador al router de nuestra casa nos da una dirección que empieza por 192.168.X.X. La inmensa mayoría de las redes domésticas asignan direcciones que empiezan por 192.168. Esto es así porque este rango de direcciones no existe en Internet y está reservado para redes privadas como la de nuestra casa. Si tenemos varios ordenadores todos comparten los tres primeros números y solo cambia el último. Por ejemplo 192.168.1.30, 192.168.1.31 y 192.168.1.32. Como hemos indicado estas direcciones no son validas en Internet. Los paquetes de datos en Internet llevan la dirección IP a la que van destinados y la dirección IP de la que parten. Al pasar por el router es necesario cambiar la dirección origen por una válida en Internet. ¿Por cual? Cada router conectado a internet tiene asignada una única dirección IP válida en Internet. Todos los paquetes de datos que salen hacia internet cambian su dirección origen por la dirección del router ¿Y que ocurre a la vuelta con los paquetes que vienen de internet? El router sabe cuando un paquete es contestación de uno que mando y hace el cambio opuesto mandandolo al ordenador adecuado. ¿Y que ocurre con los paquetes que vienen de internet que no son contestación de ninguno que se mandó? Sencillamente se pierden. Esto es un fantástico mecanismo de seguridad ya que cualquier ataque que recibamos no pasará del router ya que no es contestación de ningún paquete que nosotros hemos enviado.Los rangos asignados para redes privadas son: 10.X.X.X, del 172.16.X.X al 172.31.X.X, el 169.254.X.X y el 192.168.X.X. Cualquier dirección que esté en estos rangos es una dirección de una red privada y necesitará la función NAT del router para conectarse a internet. Los rangos son bastante amplios para permitir redes privadas incluso para grandes empresas.