¿Qué son las redes informáticas?

Una red informática es un sistema que conecta numerosas computadoras independientes para compartir información (datos) y recursos. La integración de ordenadores y otros dispositivos diferentes permite a los usuarios comunicarse más fácilmente.
Una red informática es una colección de dos o más sistemas informáticos que están conectados entre sí. Se puede establecer una conexión de red mediante cable o medios inalámbricos. El hardware y el software se utilizan para conectar computadoras y herramientas en cualquier red.
Una red informática consta de varios tipos de Nodes. Los servidores, el hardware de red, las computadoras personales y otros hosts especializados o de propósito general pueden ser Nodes en una red de computadoras. Los nombres de host y las direcciones de red se utilizan para identificarlos.

Criterios de una buena red:

1. Rendimiento: se puede medir de muchas maneras, incluido el tiempo de transmisión y el tiempo de respuesta. El tiempo de tránsito es la cantidad de tiempo requerida para que un mensaje viaje de un dispositivo a otro. El tiempo de respuesta es el tiempo transcurrido entre una consulta y una respuesta. El rendimiento de la red depende de varios factores, incluido el número de usuarios, el tipo de medio y el hardware.
2. Confiabilidad: Además, la precisión se mide por la frecuencia de fallas, el tiempo que tarda un enlace en recuperarse de una falla y la solidez de la red en caso de catástrofe. 
3. Seguridad: los problemas de seguridad de la red incluyen la protección de los datos contra el acceso no autorizado, la protección de los datos contra daños y el desarrollo, y la implementación de políticas y procedimientos para la recuperación de infracciones y pérdida de datos.  

Objetivo de la creación de redes:

• Los programas no tienen que ejecutarse en un solo sistema debido al uso compartido de recursos y carga.
• Costos reducidos: varias máquinas pueden compartir impresoras, unidades de cinta y otros periféricos.
• Confiabilidad: si una máquina falla, otra puede ocupar su lugar.
• Escalabilidad (es simple agregar más procesadores o computadoras)
• Comunicación y correo (las personas que viven separadas pueden trabajar juntas)
• Acceso a la información (acceso a información remota, acceso a Internet, correo electrónico, videoconferencias y compras en línea)
• Entretenimiento interactivo (juegos en línea, videos, etc.)
• Redes sociales

Tipos de Redes

División basada en el medio de comunicación 

• Red Alámbrica: Como todos sabemos, “alámbrica” se refiere a cualquier medio físico compuesto por cables. El cable de cobre, el par trenzado o los cables de fibra óptica son todas opciones. Una red cableada emplea cables para vincular dispositivos a Internet u otra red, como computadoras portátiles o de escritorio.
• Red Inalámbrica: “Inalámbrica” significa sin cables, medios que se componen de ondas electromagnéticas (Ondas EM) u ondas infrarrojas. Las antenas o sensores estarán presentes en todos los dispositivos inalámbricos. Los teléfonos celulares, los sensores inalámbricos, los controles remotos de TV, los receptores de discos satelitales y las computadoras portátiles con tarjetas WLAN son ejemplos de dispositivos inalámbricos. Para la comunicación de datos o de voz, una red inalámbrica utiliza ondas de radiofrecuencia en lugar de cables.

División basada en el área cubierta

• Red de área local (LAN): Una LAN es una red que cubre un área de alrededor de 10 kilómetros. Por ejemplo, una red universitaria o una red de oficinas. Dependiendo de las necesidades de la organización, una LAN puede ser una sola oficina, edificio o campus. Podemos tener dos PC y una impresora en la oficina doméstica o puede extenderse a toda la empresa e incluir dispositivos de audio y video. Cada host en LAN tiene un identificador, una dirección que define hists en LAN. Un paquete enviado por el host a otro host lleva tanto la dirección del host de origen como la del host de destino.
• Red de Área Metropolitana (MAN): MAN se refiere a una red que cubre una ciudad entera. Por ejemplo: considere la red de televisión por cable.
• Red de área amplia (WAN): WAN se refiere a una red que conecta países o continentes. Por ejemplo, Internet permite a los usuarios acceder a un sistema distribuido llamado www desde cualquier parte del mundo. La WAN interconecta dispositivos de conexión como conmutadores, enrutadores o módems. Una LAN normalmente es propiedad privada de una organización que la utiliza. Vemos dos ejemplos distintos de WAN en la actualidad: WAN punto a punto y WAN conmutadas 

          Punto a punto : conecta dos dispositivos de conexión a través de medios de transmisión. 

          Conmutada: una WAN conmutada es una red con más de dos extremos.

Según los tipos de comunicación. 

• Redes punto a punto: las redes punto a punto son un tipo de red de datos que establece un enlace directo entre dos Nodes de red.
  Un enlace directo entre dos dispositivos, como una computadora y una impresora, se conoce como conexión punto a punto.
• Multipunto : es aquella en la que más de dos dispositivos específicos comparten enlaces. En el entorno multipunto, la capacidad del canal se comparte, ya sea de forma esporádica o temporal. Si varios dispositivos pueden usar el enlace simultáneamente, es una conexión compartida espacialmente. 
• Redes de difusión: en las redes de difusión, un método de señal en el que varias partes pueden escuchar a un solo remitente. Las estaciones de radio son una excelente ilustración de la “Red de Radiodifusión” en la vida cotidiana. La estación de radio es un remitente de datos/señales en este escenario, y los datos solo están destinados a viajar en una dirección. Lejos de la torre de transmisión de radio, para ser precisos.

Según el tipo de arquitectura. 

• Redes P2P: las computadoras con capacidades y configuraciones similares se conocen como pares.
  «Peer to Peer» es la abreviatura de «peer to peer». Los «pares» en una red de igual a igual son sistemas informáticos que están conectados entre sí a través de Internet. Sin el uso de un servidor central, los archivos se pueden compartir directamente entre los sistemas de la red.
• Redes Cliente-Servidor: Cada computadora o proceso en la red es un cliente o un servidor en una arquitectura cliente-servidor (cliente/servidor). El cliente solicita servicios del servidor, que el servidor proporciona. Los servidores son computadoras o procesos de alto rendimiento que administran unidades de disco (servidores de archivos), impresoras (servidores de impresión) o tráfico de red (servidores de red)
• Redes híbridas: el modelo híbrido se refiere a una red que utiliza una combinación de arquitectura cliente-servidor y punto a punto. Ej: Torrente.

Topología de la red

1. Topología de bus: cada computadora y dispositivo de red está conectado a un solo cable en una red de topología de bus. La topología de bus lineal se define como tener exactamente dos terminales.

ventajas

• La instalación es sencilla.
• En comparación con las topologías de malla, estrella y árbol, el bus utiliza menos cableado.

Desventajas

• Dificultad para reconfigurar y aislar fallas.
• Un mal funcionamiento o rotura del cable bus interrumpe toda la comunicación.

2. Topología en anillo: la topología se denomina topología en anillo porque una computadora está conectada a otra, y la última está conectada a la primera. Exactamente dos vecinos para cada dispositivo. Se pasa una señal a lo largo del anillo en una dirección. Cada anillo incorpora un repetidor. 

ventajas

• La transmisión de datos es relativamente sencilla porque los paquetes solo se mueven en una dirección.
• No es necesario que un controlador central gestione la comunicación entre los Nodes.
• Fácil instalación y reconfiguración
• Conexiones defectuosas simplificadas

Desventajas

• En un anillo unidireccional, un paquete de datos debe atravesar todos los Nodes.
• Todas las computadoras deben estar encendidas para que puedan conectarse entre sí.

3. Topología en estrella: cada dispositivo en una topología en estrella tiene un enlace punto a punto dedicado a un controlador central, que comúnmente se conoce como HUB. No hay conexión directa entre los dispositivos. El tráfico entre los dispositivos no está permitido en esta topología. Como intercambio, se utiliza el controlador.

ventajas

• Al conectar o desconectar dispositivos, no hay interrupciones en la red.
• Es fácil de instalar y configurar.
• Identificar y aislar fallas es simple.
• Menos costoso que la malla 
• Fácil de instalar y configurar

Desventajas

• Los Nodes conectados al concentrador, conmutador o concentrador fallan si fallan.
• Debido al costo de los concentradores, es más costoso que las topologías de bus lineal.
• Se requiere más cable en comparación con el bus o el anillo 
• Demasiada dependencia de Hub

  Ejemplo: Utilizado en LAN de alta velocidad

4. Topología de malla: cada dispositivo en una topología de malla tiene conectividad punto a punto dedicada a todos los demás dispositivos. El término “dedicado” se refiere al hecho de que el enlace transporta exclusivamente datos entre los dos dispositivos que enlaza. Para conectar n dispositivos, una red de malla totalmente conectada contiene n *(n-1)/2 canales físicos.

ventajas

• Los datos se pueden enviar desde varios dispositivos al mismo tiempo. Esta topología puede manejar una gran cantidad de tráfico.
• Incluso si una de las conexiones falla, siempre hay una copia de seguridad disponible. Como resultado, el tránsito de datos no se ve afectado.
• Los límites físicos impiden que otros usuarios accedan a los mensajes
• Los enlaces punto a punto facilitan la transmisión de fallas y el aislamiento de fallas 

Desventajas

• La cantidad de cableado y la cantidad de puertos de E/S necesarios.
• La gran cantidad de cableado puede ser mayor de lo que puede acomodar el espacio disponible.
• Es difícil de instalar y reconfigurar.

     Ejemplo: conexión de una oficina regional telefónica en la que cada oficina regional debe estar conectada con todas las demás oficinas regionales. 

5. Topología de árbol: La topología de un árbol es similar a la de una estrella. Los Nodes en un árbol, como los de una estrella, están conectados a un concentrador central que administra el tráfico de la red. Tiene un Node raíz, que está conectado a todos los demás Nodes, produciendo una jerarquía. La topología jerárquica es otro nombre para esto. El número de redes en estrella se conecta a través de bus en topología de árbol.

ventajas

• La expansión de la red es posible y simple.
• Particionamos toda la red en partes (redes en estrella) que son más fáciles de administrar y mantener.
• Otros segmentos no se ven afectados si un segmento está dañado.

Desventajas

• La topología de árbol se basa en gran medida en el cable de bus principal debido a su estructura básica y, si falla, toda la red queda en desventaja.
• El mantenimiento se vuelve más desafiante cuando se agregan más Nodes y segmentos.

Dispositivos de red 

En todas las redes se utilizan Nodes de red de interconexión de hardware básico, como tarjetas de interfaz de red (NIC), puentes, concentradores, conmutadores y enrutadores. Además, es necesario un mecanismo para conectar estas partes del edificio, que generalmente es cable galvánico y el cable óptico es menos popular («fibra óptica»). Los siguientes son los dispositivos de red:

• NIC (tarjeta de interfaz de red): una tarjeta de red, a menudo conocida como adaptador de red o NIC (tarjeta de interfaz de red), es un hardware informático que permite que las computadoras se comuniquen a través de una red. Ofrece acceso físico a los medios de red y, en muchos casos, las direcciones MAC sirven como un esquema de direccionamiento de bajo nivel. Cada tarjeta de interfaz de red tiene un identificador distinto. Esto se almacena en un chip que se adjunta a la tarjeta.
• Repetidor: un repetidor es un dispositivo eléctrico que recibe una señal, la limpia de ruido no deseado, la regenera y la retransmite a un nivel de potencia más alto o al lado opuesto de una obstrucción, lo que permite que la señal viaje distancias mayores sin degradarse. En la mayoría de las redes Ethernet de par trenzado, los repetidores son necesarios para longitudes de cable superiores a 100 metros en algunos sistemas. Los repetidores se basan en la física.
• Concentrador: un concentrador es un dispositivo que une muchos pares trenzados o dispositivos Ethernet de fibra óptica para dar la ilusión de formar un solo segmento de red. El dispositivo se puede visualizar como un repetidor multipuerto. Un concentrador de red es un dispositivo de transmisión relativamente simple. Cualquier paquete que ingrese a cualquier puerto se regenera y se transmite a todos los demás puertos, y los concentradores no controlan el tráfico que pasa a través de ellos. Las colisiones de paquetes ocurren como resultado de que cada paquete se envía a través de todos los demás puertos, lo que impide sustancialmente el flujo fluido de la comunicación.
• Puentes: los puentes transmiten datos a todos los puertos pero no al que recibió la transmisión. Los puentes, por otro lado, aprenden a qué direcciones MAC se puede acceder a través de puertos específicos en lugar de copiar mensajes a todos los puertos como lo hacen los concentradores. Una vez que se asocian un puerto y una dirección, el puente solo transportará tráfico para esa dirección a ese puerto.
• Conmutadores: un conmutador se diferencia de un concentrador en que solo envía tramas a los puertos que participan en la comunicación, en lugar de a todos los puertos que están conectados. El dominio de colisión está interrumpido por un conmutador, pero el conmutador se representa a sí mismo como un dominio de difusión. Las decisiones de reenvío de tramas las toman los conmutadores en función de las direcciones MAC.
• Enrutadores: los enrutadores son dispositivos de red que usan encabezados y tablas de reenvío para encontrar la forma óptima de reenviar paquetes de datos entre redes. Un enrutador es un dispositivo de red de computadoras que vincula dos o más redes de computadoras e intercambia selectivamente paquetes de datos entre ellas. Un enrutador puede usar la información de la dirección en cada paquete de datos para determinar si el origen y el destino están en la misma red o si el paquete de datos debe transportarse entre redes. Cuando se implementan numerosos enrutadores en una amplia colección de redes interconectadas, los enrutadores comparten las direcciones del sistema de destino para que cada enrutador pueda desarrollar una tabla que muestre las rutas preferidas entre dos sistemas cualesquiera en las redes asociadas.
• Puertas de enlace: para proporcionar compatibilidad con el sistema, una puerta de enlace puede contener dispositivos como traductores de protocolos, dispositivos de adaptación de impedancia, convertidores de velocidad, aisladores de fallas o traductores de señales. También requiere el desarrollo de procedimientos administrativos que sean aceptables para ambas redes. Al completar las conversiones de protocolo necesarias, una puerta de enlace de mapeo/traducción de protocolo se une a redes que utilizan distintas tecnologías de protocolo de red.

Internet 

Internet es una red más grande que permite que las redes informáticas controladas por empresas, gobiernos, universidades y otras organizaciones de todo el mundo se comuniquen entre sí. Como resultado, hay una maraña de cables, computadoras, centros de datos, enrutadores, servidores, repetidores, satélites y torres de wi-fi que permiten que los datos digitales den la vuelta al mundo.

Internet es una vasta red de redes que funciona como una infraestructura de red. Conecta millones de computadoras en todo el mundo, creando una red en la que cualquier computadora puede hablar con cualquier otra computadora siempre que ambas estén conectadas a Internet.

Internet es una red global de computadoras interconectadas que se comunican y comparten información mediante un conjunto de protocolos de Internet estandarizados.

Ejemplos de preguntas

Pregunta 1: Enumere las ventajas y desventajas de Internet.

Solución:

Las ventajas de internet son,

• Fuente de entretenimiento: los juegos en línea, las conversaciones, la navegación, la música, las películas, los dramas y las series de televisión se están convirtiendo rápidamente en las formas más populares de pasar el tiempo.
• Fuente de información: no hay mejor lugar para realizar investigaciones que Internet. Podemos conocer las últimas tendencias, comunicarnos con expertos sin tener que visitarlos físicamente y buscar asesoramiento profesional a través de Internet.
• Comercio electrónico: con el avance de la tecnología de Internet, han surgido grandes empresas de comercio electrónico en línea como Amazon, Ali Baba, myntra, etc.
• Trabajar desde casa, colaborar con otros y tener acceso a una fuerza laboral global son todas ventajas.
• Se mantiene actualizado: debido a que hay cientos de miles de grupos de noticias y servicios que lo mantienen actualizado con cada tictac del reloj, Internet es una fuente de las noticias más recientes.

Las desventajas de Internet son,

• Pérdida de tiempo: la mayoría de las personas creen que pasar demasiado tiempo en Internet no es saludable para los jóvenes y conduce a la obesidad. 
• Lavado de dinero: además de los sitios de buena reputación, existen algunos sitios de publicidad en redes sociales que intentan robar su información personal, la información de su tarjeta de crédito e incluso su código PIN. Puede convertirse fácilmente en víctima de una estafa de dinero si obtienen esta información.
• Exposición a datos privados: ahora es bastante fácil descifrar el chat o la comunicación por correo electrónico de alguien gracias a la comunidad de hackers. Como todos sabemos, los datos se transmiten en paquetes, que los piratas informáticos pueden detectar y reconstruir fácilmente.
• Acoso y amenazas: los acosadores existen en línea, tal como lo hacen en la vida real, y pueden disminuir su autoestima acosándolo y amenazándolo. Algunas de estas personas pueden ser personas que conocen algunos de sus datos personales y no les agradan, y pueden usar esta información para acosarlo.

Pregunta 2: Enumere las formas de conectarse a Internet.

Solución:

Podemos conectarnos a internet de las siguientes formas:

• Acceso telefónico: para acceder a Internet, en este tipo de conexión, los usuarios deben conectar su línea telefónica a una computadora. Este enlace evita que el usuario utilice el servicio telefónico residencial de nivel para realizar o recibir llamadas.
• Banda ancha: la banda ancha es una conexión a Internet de alta velocidad que se utiliza con frecuencia hoy en día y es proporcionada por compañías telefónicas o de cable.
• Conexiones inalámbricas: el acceso a Internet se realiza mediante ondas de radio, por lo que es posible conectarse a Internet desde cualquier lugar. Los proveedores de servicios móviles y Wi-Fi son ejemplos de conexiones inalámbricas.

Pregunta 3: Compare Internet y la World Wide Web

Solución:

A Sir Tim Berners-Lee se le atribuye la creación de la World Wide Web. Se le ocurrió la idea central de WWW mientras trabajaba en la Organización Europea para la Investigación Nuclear en 1989. Quería combinar las tecnologías en crecimiento de computadoras, redes de datos e hipertexto en un sistema de información mundial poderoso y fácil de usar.

Internet es una vasta red de redes que funciona como una infraestructura de red. Conecta millones de computadoras en todo el mundo, creando una red en la que cualquier computadora puede hablar con cualquier otra computadora siempre que ambas estén conectadas a Internet. La World Wide Web, o simplemente Web, es un método para obtener acceso a la información a través de Internet.

La World Wide Web, también conocida como ‘www’, es una colección de páginas web que pueden publicarse rápidamente en Internet y leerse por millones de personas.

Pregunta 4: ¿Cuál es la forma completa de www?

Solución:

La forma completa de www es World Wide Web. Es el software más dominante del mundo y se conoce comúnmente como la web.

Pregunta 5: ¿Cuál es la diferencia básica entre Internet y la red?

Solución:

Número de serie	La red	Internet
1.	Una red es una colección de dos o más sistemas informáticos.	Internet, por otro lado, es la interconexión de unas pocas redes.
2.	Se requieren dispositivos de bajo hardware en comparación con Internet.	Se requieren más dispositivos de hardware en comparación con la red.
3.	Restringido geográficamente (área pequeña)	Geográficamente extenso (grande – área sabia)
4.	Como cubre un área pequeña, baja tasa de error	Como cubre un área grande, mayor tasa de error
5.	Menor costo de comunicación	Alto costo de comunicación