🎧 Resumen en audio del tema
Escucha este breve audio para repasar las ideas principales de los fundamentos de redes informáticas antes de continuar o al finalizar la lectura.
Vivimos en una sociedad permanentemente conectada. Cada vez que enviamos un mensaje desde el teléfono móvil, vemos un vídeo en streaming o accedemos a una página web, estamos utilizando una red informática.
Las redes surgieron para resolver una necesidad muy concreta: permitir que los ordenadores dejaran de trabajar de forma aislada y pudieran compartir información, recursos y servicios de manera rápida, eficiente y económica.
Pero, ¿qué es exactamente una red? ¿Cómo consiguen comunicarse entre sí nuestros dispositivos en cuestión de milisegundos, incluso estando a miles de kilómetros de distancia?
En este tema vamos a estudiar los conceptos básicos de redes informáticas: los tipos de redes según su alcance, los dispositivos que las forman, las topologías más habituales, los protocolos que hacen posible la comunicación y el modelo OSI, que nos ayuda a entender cómo viajan los datos de un equipo a otro.
Objetivos del tema
Al finalizar este tema, el alumno será capaz de:
- Comprender qué es una red informática y por qué es importante.
- Diferenciar los principales tipos de redes según su alcance.
- Identificar los elementos básicos que forman una red local.
- Entender las topologías más utilizadas en redes.
- Reconocer los protocolos fundamentales de comunicación.
- Interpretar el modelo OSI y relacionarlo con dispositivos y servicios reales.
1. ¿Qué es una red informática?
Una red informática es un conjunto de dispositivos conectados entre sí que pueden intercambiar información y compartir recursos.
Estos dispositivos pueden ser ordenadores, móviles, impresoras, servidores, tablets, cámaras IP, televisores inteligentes y muchos otros equipos.
Gracias a una red, es posible:
- Compartir archivos.
- Acceder a impresoras comunes.
- Navegar por Internet.
- Enviar correos electrónicos.
- Utilizar aplicaciones en línea.
- Conectarse a servidores y bases de datos.
Ejemplo cotidiano
Cuando conectas tu portátil al Wi-Fi de casa para ver una página web, están interviniendo varios elementos de red: tu tarjeta de red, el router, el proveedor de Internet, servidores intermedios y el servidor final que aloja esa web.
2. Clasificación de las redes según su alcance
Las redes pueden clasificarse según la distancia o el área geográfica que abarcan. De menor a mayor alcance, encontramos los siguientes tipos:
2.1 BAN (Body Area Network)
La BAN es una red de alcance muy reducido, normalmente de centímetros o pocos metros. Se utiliza para conectar dispositivos que se llevan encima del cuerpo o incluso integrados en él.
Ejemplos:
- Relojes inteligentes.
- Pulseras de actividad.
- Sensores médicos.
- Dispositivos de monitorización corporal.
2.2 PAN (Personal Area Network)
La PAN conecta dispositivos personales en un radio pequeño, normalmente de unos 10 metros.
Suele utilizar tecnologías de bajo consumo, como Bluetooth.
Ejemplos:
- Móvil conectado a auriculares inalámbricos.
- Tablet enlazada con un teclado Bluetooth.
- Teléfono móvil conectado a un smartwatch.
2.3 LAN (Local Area Network)
La LAN es una red de área local. Conecta dispositivos dentro de un espacio limitado, como:
- Un aula.
- Una oficina.
- Un laboratorio.
- Un edificio pequeño.
Se caracteriza por ofrecer:
- Alta velocidad.
- Baja latencia.
- Control privado.
- Facilidad para compartir recursos.
Ejemplos:
- La red de ordenadores de un aula de informática.
- La red de una empresa en una sola planta.
- La red interna de un laboratorio.
2.4 HAN (Home Area Network)
La HAN puede considerarse un caso particular de red local, centrada en el entorno doméstico.
Conecta los dispositivos de una vivienda.
Ejemplos:
- Ordenadores.
- Móviles.
- Smart TV.
- Consolas.
- Impresoras.
- Cámaras IP.
- Asistentes inteligentes.
2.5 CAN (Campus Area Network)
La CAN conecta varias redes LAN dentro de un recinto más amplio.
Ejemplos:
- Una universidad con varios edificios.
- Un instituto con distintas sedes.
- Un hospital con varias áreas conectadas.
2.6 MAN (Metropolitan Area Network)
La MAN conecta diferentes redes dentro de una misma ciudad o área metropolitana.
Normalmente utiliza infraestructuras de alta capacidad, como fibra óptica.
Ejemplo:
- La red que conecta distintas sedes de una administración pública dentro de una ciudad.
2.7 WAN (Wide Area Network)
La WAN es una red de gran extensión geográfica. Permite conectar redes situadas en diferentes ciudades, países o incluso continentes.
Para ello se apoya en infraestructuras de operadores de telecomunicaciones.
Ejemplos:
- La red corporativa de una empresa con oficinas en varias ciudades.
- Redes bancarias distribuidas por diferentes países.
2.8 GAN (Global Area Network)
La GAN es una red de alcance global que interconecta redes WAN a escala mundial.
Internet es el mayor ejemplo de este tipo de red.
Ejemplos:
- Internet.
- Redes globales que utilizan satélites y cables submarinos.
3. Elementos clave de una red local
Para construir una red no basta con conectar ordenadores sin más. Es necesario utilizar varios componentes, y cada uno cumple una función específica.
3.1 Equipos finales o hosts
Son los dispositivos que generan o reciben la información.
Ejemplos:
- Ordenadores.
- Portátiles.
- Tablets.
- Móviles.
- Impresoras.
- Cámaras IP.
- Smart TV.
- Servidores.
Un servidor es un equipo preparado para ofrecer servicios a otros dispositivos de la red, como páginas web, archivos compartidos, correo electrónico o bases de datos.
3.2 Switch (conmutador)
El switch conecta varios dispositivos dentro de una red local cableada.
Su función principal es enviar la información únicamente al equipo destinatario, utilizando para ello la dirección física o MAC.
Idea clave:
El switch organiza el tráfico dentro de la red local.
3.3 Router (enrutador)
El router conecta redes diferentes entre sí.
En una red doméstica o de oficina, el router suele unir:
- La red local.
- Internet.
Trabaja principalmente con direcciones IP y se encarga de decidir qué ruta debe seguir la información.
Idea clave:
El router es la puerta de salida desde la red local hacia otras redes.
3.4 Módem / ONT
Este dispositivo adapta la señal para que pueda viajar por la infraestructura del proveedor de Internet.
Dependiendo del tipo de conexión, puede tratarse de:
- Un módem.
- Una ONT en conexiones de fibra óptica.
Función:
Transformar la señal de la red interna a un formato adecuado para el medio del operador.
3.5 Medios de transmisión
Son los caminos por los que viajan los datos.
Pueden ser:
Cableados
- Cable de par trenzado.
- Cable coaxial.
- Fibra óptica.
Inalámbricos
- Wi-Fi.
- Bluetooth.
- Ondas de radio.
4. Topologías de red: la arquitectura de la conexión
La topología es la forma en la que se organizan físicamente o lógicamente los dispositivos de una red.
4.1 Topología en bus
Todos los equipos comparten un único cable central.
Ventajas:
- Sencilla.
- Económica.
Inconvenientes:
- Si el cable principal falla, toda la red deja de funcionar.
- Genera muchas colisiones.
- Está obsoleta en entornos modernos.
4.2 Topología en anillo
Los dispositivos forman un círculo y la información circula en una dirección determinada.
Ventajas:
- Flujo ordenado de la información.
Inconvenientes:
- Si un equipo falla o se rompe el enlace, se interrumpe la comunicación.
- Poco flexible.
4.3 Topología en estrella
Es la más utilizada actualmente.
Todos los dispositivos están conectados a un nodo central, normalmente un switch o router.
Ventajas:
- Fácil de administrar.
- Si falla un cable, solo se desconecta un equipo.
- Permite ampliar la red con facilidad.
Inconveniente:
- Si falla el dispositivo central, la red puede quedar afectada.
4.4 Topología en malla
Cada dispositivo está conectado a varios nodos, de forma que existen rutas alternativas.
Ventajas:
- Alta redundancia.
- Gran tolerancia a fallos.
- Muy útil en redes críticas.
Inconvenientes:
- Mayor coste.
- Configuración más compleja.
5. El lenguaje de la red: protocolos de comunicación
Conectar dispositivos no es suficiente. Todos deben seguir unas normas comunes para entenderse. Esas normas reciben el nombre de protocolos.
La familia más importante hoy en día es TCP/IP, base del funcionamiento de Internet.
5.1 IP (Internet Protocol)
El protocolo IP identifica a cada dispositivo dentro de la red mediante una dirección IP.
Podemos imaginarla como una dirección postal que permite saber:
- De dónde sale la información.
- A dónde debe llegar.
5.2 TCP y UDP
Ambos son protocolos de transporte, pero funcionan de forma diferente.
TCP
- Divide la información en partes.
- Verifica que todo llegue correctamente.
- Reordena los datos si es necesario.
- Garantiza fiabilidad.
Usos habituales:
- Navegación web.
- Correo electrónico.
- Transferencia de archivos.
UDP
- Envía datos sin comprobar si han llegado.
- Es más rápido.
- Tiene menos sobrecarga.
Usos habituales:
- Videollamadas.
- Streaming en directo.
- Videojuegos online.
5.3 DNS
El DNS traduce nombres de dominio comprensibles para las personas a direcciones IP comprensibles para las máquinas.
Ejemplo:
www.ejemplo.com→142.250.190.14
Idea clave:
El DNS actúa como una agenda o guía telefónica de Internet.
5.4 DHCP
El DHCP asigna automáticamente una dirección IP a los dispositivos cuando se conectan a la red.
Gracias a ello, el usuario no tiene que configurar manualmente la IP de cada equipo.
5.5 HTTP y HTTPS
Son los protocolos utilizados para la navegación web.
HTTP
Permite intercambiar páginas web y otros recursos entre cliente y servidor.
HTTPS
Es la versión segura de HTTP. Añade cifrado para proteger la información intercambiada.
Ejemplo:
Cuando introduces contraseñas o datos bancarios en una web, lo correcto es que esa web utilice HTTPS.
6. El modelo OSI: entendiendo cómo viajan los datos
El modelo OSI (Open Systems Interconnection) es un modelo teórico que divide la comunicación de red en 7 capas.
Su objetivo es facilitar el estudio, diseño y resolución de problemas de red.
6.1 Capa 1: Física
Se encarga de transmitir bits a través del medio físico.
Ejemplos:
- Cables.
- Señales eléctricas.
- Luz en fibra óptica.
- Ondas Wi-Fi.
6.2 Capa 2: Enlace de datos
Agrupa bits en tramas, detecta errores locales y utiliza direcciones MAC.
Dispositivos relacionados:
- Switches.
6.3 Capa 3: Red
Se encarga del direccionamiento lógico y del enrutamiento.
Elementos clave:
- Direcciones IP.
- Routers.
6.4 Capa 4: Transporte
Garantiza la entrega de la información entre origen y destino.
Protocolos principales:
- TCP.
- UDP.
6.5 Capa 5: Sesión
Controla el inicio, mantenimiento y cierre de la comunicación entre dos equipos.
6.6 Capa 6: Presentación
Se encarga de traducir, comprimir y cifrar los datos.
Ejemplos:
- Codificación.
- Compresión.
- Cifrado.
6.7 Capa 7: Aplicación
Es la capa más cercana al usuario. Aquí trabajan las aplicaciones que utilizamos a diario.
Ejemplos:
- Navegadores web.
- Clientes de correo.
- Aplicaciones de mensajería.
- Servicios web.
7. Encapsulación: el viaje de los datos
Cuando un usuario envía un mensaje o solicita una página web, la información no viaja “tal cual”.
Pasa por un proceso llamado encapsulación:
- Los datos se generan en la capa de aplicación.
- Van descendiendo por las capas del modelo.
- Cada capa añade su propia información de control.
- Finalmente, los bits viajan por el medio físico.
En el equipo receptor ocurre lo contrario:
- La información entra por la capa física.
- Va subiendo capa a capa.
- Cada nivel interpreta y elimina su parte de control.
- La aplicación final muestra el contenido al usuario.
8. Relación entre dispositivos, protocolos y capas
Para entender mejor una red, conviene relacionar los conceptos vistos:
- Switch → trabaja principalmente en la capa 2.
- Router → trabaja principalmente en la capa 3.
- TCP y UDP → pertenecen a la capa 4.
- HTTP, HTTPS, DNS, DHCP → se usan en capas superiores, cercanas a la aplicación.
- Cable, fibra, Wi-Fi → están relacionados con la capa 1.
9. Ejemplo real de comunicación en una red
Imagina que un alumno abre una página web desde el portátil del aula:
- Escribe la dirección de la web en el navegador.
- El equipo consulta al DNS para saber qué IP corresponde a ese nombre.
- El portátil envía la petición a través del switch de la red local.
- El router dirige la petición hacia Internet.
- La información atraviesa varias redes hasta llegar al servidor web.
- El servidor responde.
- Los datos regresan al portátil.
- El navegador interpreta la respuesta y muestra la página.
En este proceso intervienen dispositivos, protocolos, medios físicos y varias capas del modelo OSI.
Tabla comparativa: Modelo OSI vs Modelo TCP/IP
| Modelo OSI | Función principal | Modelo TCP/IP | Función principal |
|---|---|---|---|
| 7. Aplicación | Proporciona servicios de red a las aplicaciones del usuario | Aplicación | Reúne las funciones de aplicación, presentación y sesión |
| 6. Presentación | Traduce, comprime y cifra los datos | Aplicación | Gestiona el formato de los datos y servicios de alto nivel |
| 5. Sesión | Establece, mantiene y cierra sesiones de comunicación | Aplicación | Controla la comunicación entre aplicaciones |
| 4. Transporte | Garantiza la entrega de datos extremo a extremo | Transporte | Gestiona la comunicación extremo a extremo mediante TCP o UDP |
| 3. Red | Se encarga del direccionamiento lógico y del enrutamiento | Internet | Gestiona direcciones IP y el envío de paquetes entre redes |
| 2. Enlace de datos | Controla acceso al medio, tramas y direcciones MAC | Acceso a la red | Maneja la transmisión local de datos sobre el medio físico |
| 1. Física | Transmite bits por cables, radio o fibra | Acceso a la red | Incluye los medios físicos y el acceso al medio |
Resumen rápido
| Aspecto | Modelo OSI | Modelo TCP/IP |
|---|---|---|
| Número de capas | 7 capas | 4 capas |
| Origen | Modelo teórico de referencia | Modelo práctico usado en Internet |
| Nivel de detalle | Más detallado | Más simplificado |
| Uso real | Muy usado para enseñar y diagnosticar | Base real de las comunicaciones en red |
| Capas superiores | Aplicación, Presentación y Sesión separadas | Se agrupan en Aplicación |
| Capas inferiores | Enlace y Física separadas | Se agrupan en Acceso a la red |
Relación entre ambos modelos
| OSI | TCP/IP |
|---|---|
| Aplicación + Presentación + Sesión | Aplicación |
| Transporte | Transporte |
| Red | Internet |
| Enlace de datos + Física | Acceso a la red |
10. Resumen del tema
Una red informática permite conectar dispositivos para compartir información y recursos.
Según su alcance, las redes pueden ser BAN, PAN, LAN, HAN, CAN, MAN, WAN o GAN.
Dentro de una red local encontramos elementos fundamentales como:
- Hosts.
- Switches.
- Routers.
- Módems / ONT.
- Medios de transmisión.
Las redes también se pueden organizar según distintas topologías, siendo la estrella la más habitual hoy en día.
Para comunicarse, los dispositivos utilizan protocolos como:
- IP
- TCP
- UDP
- DNS
- DHCP
- HTTP
- HTTPS
Además, el modelo OSI permite entender de forma ordenada cómo viajan los datos desde una aplicación hasta el medio físico y viceversa.
