Red de computadoras para niños

Una red de computadoras es un grupo de equipos y programas conectados entre sí. Usan cables, ondas de radio u otros medios para enviar y recibir información. El objetivo principal es compartir datos, recursos (como impresoras) y ofrecer servicios.

Para que la comunicación funcione en una red, siempre hay un emisor (quien envía), un mensaje, un medio (por donde viaja el mensaje) y un receptor (quien recibe). Las redes se crean para compartir información a distancia, asegurarse de que los datos sean confiables y estén siempre disponibles, hacer que la información viaje más rápido y reducir costos. Un gran ejemplo de red es Internet, que conecta millones de computadoras en todo el mundo para compartir información y recursos.

El funcionamiento de las redes de computadoras se basa en reglas llamadas estándares. Los más importantes son el modelo TCP/IP y el modelo de referencia OSI. El modelo OSI divide la red en siete capas con funciones específicas, mientras que TCP/IP usa cuatro capas. Estos modelos nos ayudan a entender cómo se comunican los dispositivos.

¿Qué es una red de computadoras?

El origen de la palabra "red"

La palabra "red" viene del latín rete, que significa "malla de hilo para pescar". En el mundo de la informática, se usa para referirse a los cables y otros elementos que conectan las computadoras, como si formaran una gran malla.

¿Cómo surgieron las redes?

Los primeros pasos hacia las redes de computadoras se dieron con tecnologías como el teléfono y el telégrafo. En 1940, se logró transmitir datos entre la Universidad de Darmouth y Nueva York.

Más tarde, en las décadas de 1960 y 1970, aparecieron las minicomputadoras. En 1976, Apple lanzó el Apple I, una de las primeras computadoras personales. En 1981, IBM presentó su primer PC. A mediados de los años 80, las computadoras personales comenzaron a usar módems para compartir archivos, con velocidades que fueron aumentando con el tiempo.

¿Para qué usamos las redes hoy en día?

Las redes de computadoras nos permiten comunicarnos de muchas maneras. Podemos usar el correo electrónico, la mensajería instantánea, el chat en línea, hacer llamadas de voz y video, y participar en videoconferencias.

También nos permiten compartir recursos. Por ejemplo, varios usuarios pueden imprimir documentos en una misma impresora conectada a la red o usar un espacio de almacenamiento compartido. Las redes facilitan compartir archivos, datos y todo tipo de información, dando acceso a los usuarios autorizados a la información guardada en otras computadoras de la red. Además, la computación distribuida usa los recursos de varias computadoras en una red para realizar tareas complejas.

¿Cómo funciona una red de computadoras?

Una infraestructura de red de computadoras

La comunicación en una red se divide en dos partes principales: la capa física y la capa lógica.

La capa física incluye todo lo que un equipo necesita para conectarse con otros, como las tarjetas de red, los cables y las antenas. Se refiere a los componentes materiales y eléctricos que se usan para enviar y recibir datos.

La capa lógica se basa en reglas sencillas que, por sí solas, no serían muy útiles. Sin embargo, al combinar estas reglas, se crean los protocolos. Los protocolos son como los idiomas que hablamos las personas. Si dos personas hablan el mismo idioma y siguen reglas (como turnarse para hablar), pueden comunicarse y compartir ideas. En las redes, los protocolos son reglas de comunicación más complejas que permiten que los equipos se entiendan y compartan información de manera útil.

La razón principal de esta división entre capa física y lógica es que permite usar muchos protocolos diferentes. Esto hace que sea más fácil actualizar y cambiar entre distintas tecnologías de red.

Componentes esenciales de una red

Para crear una red, se necesitan tres elementos clave: hardware, software y protocolos.

Los elementos físicos (hardware) se dividen en dos grupos:

• Dispositivos de usuario final: Son los equipos que usamos directamente, como computadoras, impresoras y escáneres.
• Dispositivos de red: Son los que conectan los dispositivos de usuario final entre sí, permitiendo que se comuniquen.

El objetivo de una red es conectar estos componentes de hardware, especialmente las computadoras (llamadas hosts) con los servidores que ofrecen servicios. Esto se logra usando cables (o tecnología inalámbrica) y dispositivos electrónicos de red. La tarjeta de red es un elemento fundamental, ya sea que esté en una computadora, un conmutador o una impresora.

Programas (Software) de red

• Sistema operativo de red: Es un programa que permite que las computadoras se conecten y accedan a los servicios y recursos de la red. Así como una computadora necesita un sistema operativo para funcionar, una red necesita uno para operar. A menudo, este sistema operativo de red es parte del sistema operativo de los servidores y de las computadoras de los usuarios.
• Software de aplicación: Son los programas que los usuarios finales utilizan, como procesadores de texto, programas de contabilidad, correo electrónico, etc. Este software se usa sobre la red para que los usuarios puedan trabajar con sus archivos y programas específicos.

Equipos (Hardware) de red

Para que las computadoras se conecten a los medios de transmisión (cables o señales inalámbricas), necesitan una tarjeta de red (NIC, Network Interface Controller). Esta tarjeta envía y recibe paquetes de datos, usando un protocolo para la comunicación y convirtiendo los datos a un formato que pueda viajar por el medio (ceros y unos). Cada tarjeta de red tiene un identificador único llamado dirección MAC, que ayuda a dirigir los datos al equipo correcto.

El adaptador de red convierte las señales eléctricas de los cables o las ondas de radio en una señal que la computadora pueda entender. Estos adaptadores pueden ser cableados (como Ethernet) o inalámbricos (como Wi-Fi). Hoy en día, muchas computadoras ya tienen estas tarjetas integradas en la placa base.

Dispositivos de usuario final

• Computadoras personales: Son los equipos que usamos a diario en las redes, desde potentes estaciones de trabajo hasta computadoras portátiles y tabletas.
• Terminales: En algunas redes, se usan equipos sencillos que solo muestran o permiten introducir datos. Estos terminales trabajan conectados a un servidor que procesa la información.
• Impresoras: Muchas impresoras pueden conectarse directamente a la red sin necesidad de un equipo intermedio. Pueden usar cables o conexiones inalámbricas como Wi-Fi o Bluetooth.
• Otros elementos: También se pueden conectar escáneres o lectores de CD-ROM a la red.

Servidores

Servidor Los servidores son computadoras que ofrecen diferentes servicios a los usuarios de la red. Aquí te mostramos algunos tipos comunes:

• Servidor de archivos: Guarda y distribuye diferentes tipos de archivos a otras computadoras en la red.
• Servidor de impresión: Controla una o más impresoras y gestiona los trabajos de impresión que envían los usuarios.
• Servidor de correo: Se encarga de almacenar, enviar y recibir correos electrónicos para los usuarios de la red.
• Servidor de fax: Gestiona el envío y la recepción de faxes.
• Servidor de telefonía: Ofrece servicios relacionados con la telefonía, como contestadores automáticos o gestión de llamadas.
• Servidor proxy: Actúa como intermediario entre los usuarios y otros servidores, mejorando el rendimiento y la seguridad (como un cortafuegos).
• Servidor de acceso remoto (RAS): Permite que usuarios desde lugares lejanos se conecten a la red de forma segura.
• Servidor web: Almacena páginas web, imágenes y otros contenidos, y los envía a los navegadores de los usuarios que los solicitan.
• Servidor de streaming: Distribuye contenido multimedia (como video o audio) de forma continua, sin que el usuario tenga que esperar a que se descargue todo el archivo.
• Servidor de reserva: Contiene una copia de seguridad de la red para asegurar que, si un servidor principal falla, la red siga funcionando.
• Servidor de autenticación: Verifica que los usuarios tengan permiso para conectarse a la red.
• Servidores para los servicios de red: Gestionan servicios esenciales para que la red funcione, como la asignación de direcciones IP (DHCP) o la traducción de nombres de equipos a direcciones IP (DNS).
• Servidor de base de datos: Almacena información de forma organizada para que las aplicaciones puedan usarla y recuperarla fácilmente.
• Servidor de aplicaciones: Ejecuta programas específicos y ofrece servicios a las computadoras de los usuarios.
• Servidores de monitorización y gestión: Ayudan a controlar, supervisar y solucionar problemas en la red.

Almacenamiento en red

En redes grandes, los datos no se guardan solo en los servidores, sino en dispositivos externos llamados matrices de discos (disk arrays) o RAIDs. Estos sistemas permiten guardar la información de forma centralizada, gestionarla mejor y tener copias de seguridad para evitar pérdidas.

Las copias de seguridad suelen hacerse dentro de la misma red de almacenamiento para que el movimiento de datos sea rápido y no afecte el tráfico de los usuarios.

Dispositivos de red

Dispositivo electrónico de interconexión Para que los equipos se conecten y formen una red, se necesitan dispositivos específicos. Por ejemplo, para unir computadoras en una oficina, se usa un conmutador o un concentrador. Si hay laptops con Wi-Fi, se necesita un punto de acceso inalámbrico. Si todos necesitan Internet, se usa un router.

Los dispositivos de red más comunes son:

• Conmutador de red (switch)
• Enrutador (router)
• Puente de red (bridge)
• Puente de red y enrutador (brouter)
• Punto de acceso inalámbrico (Wireless Access Point, WAP)

Protocolos de red

Protocolo de red Los protocolos son las reglas que permiten que las redes funcionen. Los modelos más importantes son el OSI y el TCP/IP.

Modelo OSI

Modelo OSI El modelo OSI (Open System Interconnection) fue creado por la ISO. Su objetivo es permitir la comunicación entre diferentes sistemas. Divide las funciones de red en siete capas, cada una con un propósito específico:

Modelo TCP/IP

TCP/IP Este modelo es el que se usa actualmente en todo el mundo, incluyendo Internet y las redes locales. Su nombre viene de los dos protocolos principales que lo forman: TCP y IP. Se compone de cuatro capas:

Otros estándares importantes

Además de los modelos OSI y TCP/IP, existen otros estándares que definen cómo funcionan tecnologías específicas de transmisión de datos. Algunos ejemplos son:

Tipos de redes de computadoras

Las redes se pueden clasificar de muchas maneras, según su tamaño, cómo se conectan, la tecnología que usan, etc.

Por su alcance (tamaño)

• Red de área personal (PAN): Es una red pequeña que conecta dispositivos cerca de una persona, como un teléfono y una computadora.
• Red inalámbrica de área personal (WPAN): Similar a la PAN, pero usa conexiones inalámbricas como Bluetooth.
• Red de área local (LAN): Una red que se limita a un área pequeña, como una habitación, un edificio o una oficina. No usa redes públicas.
• Red de área local inalámbrica (WLAN): Una LAN que usa conexiones inalámbricas, como el Wi-Fi.
• Red de área de campus (CAN): Conecta varias LANs en un área geográfica limitada, como un campus universitario o un hospital. No usa medios públicos.
• Red de área metropolitana (MAN): Una red de alta velocidad que cubre un área más grande que un campus, como una ciudad.
• Red de área amplia (WAN): Son redes que se extienden por grandes áreas geográficas, usando satélites, cables submarinos o Internet.
• Red de área de almacenamiento (SAN): Una red especial diseñada para conectar servidores con dispositivos de almacenamiento de datos.
• Red de área local virtual (VLAN): Permite dividir una red física en varias redes lógicas usando software, como si fueran conmutadores virtuales.

Por el tipo de conexión

Medio de transmisión Las redes usan diferentes medios para transmitir datos:

Medios guiados (con cables)

Cableado estructurado

• Cable de par trenzado: Dos cables aislados entrelazados para reducir interferencias.
• Cable coaxial: Un cable con un núcleo central y una malla exterior, usado para señales de alta frecuencia.
• Fibra óptica: Un hilo muy fino de vidrio o plástico que envía pulsos de luz para transmitir datos. Es muy rápida.

Medios no guiados (inalámbricos)

Red inalámbrica|Radiofrecuencia|Microondas|Radiación infrarroja|Infrared Data Association

• Red por radio: Usa ondas de radio para conectar los dispositivos.
• Red por infrarrojos (IrDA): Permite la comunicación entre dos dispositivos usando luz infrarroja. Necesitan estar cerca y verse.
• Red por microondas: Usa microondas para la transmisión, como las redes Wi-Fi.

Por la relación funcional

• Cliente-servidor: Una computadora (cliente) pide algo a otra (servidor), y el servidor le responde.
• Peer-to-peer: Todas las computadoras en la red actúan como iguales, compartiendo recursos sin un servidor central fijo.

Por la tecnología

Point-to-Point Protocol|Peer-to-Peer|P2P

• Red punto a punto (PtP): Hay muchas conexiones directas entre pares de computadoras.
• Red de Difusión (broadcast): Los datos se envían por un solo canal y son recibidos por todas las computadoras de la red, pero solo la destinataria los procesa.
• Red multipunto: Una línea de comunicación es compartida por varias terminales.

Por la forma física (topología)

Topologías físicas de red.

Topología de red La topología describe cómo están conectados físicamente los dispositivos en una red:

• Red en bus: Todos los dispositivos se conectan a un único cable central.
• Red en anillo: Cada estación está conectada a la siguiente, formando un círculo.
• Red en estrella: Todas las estaciones se conectan a un punto central.
• Red en malla: Cada dispositivo está conectado a todos los demás.
• Red en árbol: Los nodos se organizan como las ramas de un árbol, con conexiones jerárquicas.
• Red híbrida: Combina dos o más de las topologías anteriores.

Por la dirección de los datos

• Simplex: La información viaja en una sola dirección (un equipo envía, otro recibe).
• Half-duplex o semidúplex: La información puede viajar en ambas direcciones, pero no al mismo tiempo (uno envía, luego el otro).
• Full-duplex o dúplex: La información puede viajar en ambas direcciones al mismo tiempo.

Por el grado de acceso

• Red privada: Solo puede ser usada por personas autorizadas, generalmente con una clave de acceso.
• Red de acceso público: Puede ser usada por cualquier persona y permite la comunicación entre usuarios sin importar su ubicación.

Por el grado de difusión

Extranet

• Una intranet es una red privada que usa tecnología de Internet para compartir información dentro de una organización.
• La Internet es una red mundial de computadoras interconectadas que usa los protocolos TCP/IP, permitiendo que todas las redes funcionen como una sola.

Por su servicio o función

• Red comercial: Ofrece soporte e información para empresas u organizaciones con fines de lucro.
• Red educativa: Proporciona soporte e información para instituciones educativas.
• Red para el proceso de datos: Conecta equipos para que realicen tareas de cómputo conjuntas.

Redes sin servidor

En una red sin servidor, todas las computadoras pueden compartir recursos sin que ninguna tenga el control total de la red. Cada equipo puede actuar como cliente y como servidor, compartiendo sus propios recursos y accediendo a los de otros. Se organizan en "Grupos de trabajo" para facilitar la identificación y localización de recursos.

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  Red de servicios informáticos.