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En esta introducción a las redes, descubra cómo funcionan las redes de computadoras, la arquitectura utilizada para diseñar redes y cómo mantenerlas seguras.

¿Qué es una red de computadoras?

Una red de computadoras consta de dos o más computadoras conectadas, ya sea por cables (alámbricas) o por wifi (inalámbricas), con el propósito de transmitir, intercambiar o compartir datos y recursos. Cree una red de computadoras utilizando hardware (por ejemplo, routers, conmutadores, puntos de acceso y cables) y software (por ejemplo, sistemas operativos o aplicaciones de negocios).

La ubicación geográfica a menudo define una red de computadoras. Por ejemplo, una LAN (red de área local) conecta sistemas en un espacio físico definido, como un edificio de oficinas, mientras que una WAN (red de área amplia)  puede conectar sistemas entre continentes. Internet es el mayor ejemplo de una WAN, conectando miles de millones de computadoras en todo el mundo.

Puede definir adicionalmente una red de computadoras por los protocolos que utiliza para comunicar, la disposición física de sus componentes, cómo controla el tráfico y su finalidad.

Las redes de computadoras permiten la comunicación para cada propósito de negocios, entretenimiento e investigación. Internet, búsqueda en línea, e-mail, intercambio de audio y video, comercio en línea, transmisión en vivo y redes sociales: todos existen debido a las redes de computadoras.

Tipos de red de computadoras

A medida que las necesidades de red evolucionaron, también los tipos de red de computadoras que sirven a esas necesidades. Aquí presentamos los tipos de red de computadoras más comunes y ampliamente utilizadas:

  • LAN (red de área local): una LAN conecta computadoras a una distancia relativamente corta, lo que les permite compartir datos, archivos y recursos. Por ejemplo, una LAN puede conectar todas las computadoras en un edificio de oficinas, escuela u hospital. Normalmente, las LAN son de propiedad privada y se gestionan por particulares.

  • WLAN (red de área local inalámbrica): una WLAN es igual que una LAN, pero las conexiones entre dispositivos de la red se realizan de forma inalámbrica.

  • WAN (red de área amplia): como su nombre lo indica, una WAN conecta sistemas en un área amplia, como de región a región o incluso de continente a continente. Internet es la mayor WAN, conectando a miles de millones de computadoras en todo el mundo. Normalmente, verá modelos de propiedad colectiva o distribuida para la gestión de WAN.

  • MAN (red de área metropolitana): las MAN suelen ser más grandes que las LAN, pero más pequeñas que las WAN. Las ciudades y las entidades gubernamentales suelen poseer y gestionar MAN.

  • PAN (red de área personal): una PAN sirve a una persona. Por ejemplo, si tiene un iPhone y una Mac, es muy probable que haya configurado una PAN que comparte y sincroniza contenido —mensajes de texto, e-mails, fotos y más— en ambos dispositivos.

  • SAN (red de área de almacenamiento): una SAN es una red especializada que proporciona acceso a una red compartida de almacenamiento a nivel de bloque o almacenamiento en la nube que, para el usuario, parece y funciona como una unidad de almacenamiento conectada físicamente a una computadora. (Para obtener más información sobre cómo funciona una SAN con almacenamiento en bloque, consulte Almacenamiento en bloques: guía completa.)

  • CAN (red de área de campus): una CAN también se conoce como una red de área corporativa. Una CAN es más grande que una LAN, pero menor que una WAN. Las CAN sirven a sitios como colegios, universidades y campus de negocios.

  • VPN (red privada virtual): una VPN es una conexión segura y de punto a punto entre dos puntos finales de red (consulte Nodos a continuación). Una VPN establece un canal cifrado que mantiene la identidad y las credenciales de acceso de un usuario, así como cualquier dato transferido, inaccesible para los hackers.

Términos y conceptos importantes

Los siguientes son algunos términos comunes para saber cuando se habla de redes de computadoras:

  • Dirección IP: una dirección IP es un número exclusivo asignado a cada dispositivo conectado a una red que utiliza el Protocolo de Internet para la comunicación. Cada dirección IP identifica la red de host del dispositivo  y la ubicación del dispositivo en la red de host. Cuando un dispositivo envía datos a otro, los datos incluyen un encabezado con la dirección IP del dispositivo emisor y la dirección IP del dispositivo de destino.

  • Nodos: un nodo es un punto de conexión dentro de una red que puede recibir, enviar, crear o almacenar datos. Cada nodo requiere que proporcione algún tipo de identificación para recibir acceso, como una dirección IP. Algunos ejemplos de nodos incluyen sistemas, impresoras, módems, puentes y conmutadores. Un nodo es esencialmente cualquier dispositivo de red que pueda reconocer, procesar y transmitir información a cualquier otro nodo de red.

  • Routers: un router es un dispositivo físico o virtual que envía información contenida en paquetes de datos entre redes. Un router analiza los datos dentro de los paquetes para determinar la mejor manera de que la información llegue a su destino final. Direcciona los paquetes de datos hasta que llegan a su nodo de destino.

  • Conmutadores: un conmutador es un dispositivo que conecta otros dispositivos y gestiona la comunicación de nodo a nodo dentro de una red, lo que garantiza que los paquetes de datos lleguen a su destino final. Mientras que un router envía información entre redes, un conmutador envía información entre nodos en una sola red. Cuando se habla de redes de computadoras, conmutación se refiere a cómo se transfieren los datos entre dispositivos en una red. Los tres tipos principales de conmutación son:

    • Conmutación de circuitos, que establece una vía de acceso de comunicación dedicada entre nodos de una red. Esta vía asegura que el ancho de banda completo está disponible durante la transmisión, lo que significa que ningún otro tráfico puede transitar por esa ruta.

    • La conmutación de paquetes implica desglosar datos en componentes independientes llamados paquetes que, debido a su tamaño pequeño, tienen menos demandas en la red. Los paquetes viajan a través de la red hasta su destino final.

    • La conmutación de mensajes envía un mensaje en su totalidad desde el nodo de origen, viajando de conmutador a conmutador hasta que llega a su nodo de destino.

  • Puertos: un puerto identifica una conexión específica entre dispositivos de red. Cada puerto se identifica mediante un número. Si usted piensa en una dirección IP como si fuera la dirección de un hotel, entonces los puertos son las suites o los números de habitación de ese hotel. Las computadoras utilizan números de puerto para determinar qué aplicación, servicio o proceso debe recibir mensajes específicos.

  • Tipos de cable de red: los tipos de cable de red más comunes son par trenzado Ethernet, coaxial y fibra óptica. La elección del tipo de cable depende del tamaño de la red, la disposición de los elementos de red y la distancia física entre los dispositivos.

Ejemplos de redes de computadoras

La conexión por cable o inalámbrica de dos o más computadoras con el fin de compartir datos y recursos forma una red de computadoras. Hoy, casi todos los dispositivos digitales pertenecen a una red de computadoras.

En un entorno de oficina, usted y sus compañeros pueden compartir el acceso a una impresora o a un sistema de mensajería de grupo. La red de computadoras que permite esto es probablemente una red de área local o LAN que permite a su departamento compartir recursos.

Un gobierno de una ciudad podría manejar una red de cámaras de vigilancia en toda la ciudad que monitorean el flujo de tráfico y los incidentes. Esta red sería parte de una MAN o red de área metropolitana que permite al personal de emergencias de la ciudad responder a accidentes de tránsito, asesorar a los conductores para que tomen rutas alternativas e incluso enviar infracciones a los conductores que no respetan los semáforos.

The Weather Company trabajó para crear una red de malla de pares que permite a los dispositivos móviles comunicarse directamente con otros dispositivos móviles sin necesidad de conectividad wifi o celular. El proyecto Alertas de red de malla permite la entrega de información meteorológica para salvar vidas a miles de millones de personas, incluso sin conexión a Internet.

Redes de computadoras e Internet

Internet es en realidad una red de redes que conecta miles de millones de dispositivos digitales en todo el mundo. Los protocolos estándar permiten la comunicación entre estos dispositivos. Estos protocolos incluyen el protocolo de transferencia de hipertexto (el http delante de todas las direcciones de sitios web). Protocolo de Internet (o direcciones IP) son los números de identificación únicos requeridos de cada dispositivo que accede a Internet. Las direcciones IP son comparables a su dirección de correo y proporcionan información de ubicación única para que la información pueda entregarse correctamente.

Los proveedores de servicios de Internet (ISP) y los proveedores de servicios de red (NSP) proporcionan la infraestructura que permite la transmisión de paquetes de datos o información a través de Internet. Cada fragmento de información enviada a través de Internet no va a todos los dispositivos conectados a Internet. Es la combinación de protocolos e infraestructura que indica exactamente a dónde debe ir la información.

¿Cómo funcionan?

Las redes de computadoras conectan nodos como computadoras, routers y conmutadores utilizando cables, fibra óptica o señales inalámbricas. Estas conexiones permiten a los dispositivos de una red comunicarse y compartir información y recursos.

Las redes siguen los protocolos, que definen cómo se envían y reciben las comunicaciones. Estos protocolos permiten que los dispositivos se comuniquen. Cada dispositivo de una red utiliza un protocolo de Internet o una dirección IP, una serie de números que identifica de forma exclusiva un dispositivo y permite que otros dispositivos lo reconozcan.  

Los routers son dispositivos virtuales o físicos que facilitan las comunicaciones entre redes diferentes. Los routers analizan la información para determinar la mejor manera de que los datos lleguen a su destino final. Los conmutadores conectan dispositivos y gestionan la comunicación de nodo a nodo dentro de una red, lo que garantiza que los paquetes de información que viajan a través de la red lleguen a su destino final.

Arquitectura

La arquitectura de una red de computadoras define su infraestructura física y lógica. Describe cómo se organizan las computadoras en la red y qué tareas se les asignan a dichas computadoras. Los componentes de arquitectura de red incluyen hardware, software, medios de transmisión (por cable o inalámbricos), topología de red y protocolos de comunicaciones.

Principales tipos de arquitectura de red

Hay dos tipos de arquitectura de red: peer-to-peer (P2P) y cliente/servidor. En la arquitectura P2P, dos o más computadoras están conectadas como “pares”, lo que significa que tienen el mismo poder y privilegios en la red. Una red P2P no requiere un servidor central para la coordinación. En su lugar, cada sistema de la red actúa como un cliente (un sistema que necesita acceder a un servicio) y un servidor (un sistema que atiende las necesidades del cliente que accede a un servicio). Cada par hace que algunos de sus recursos estén disponibles para la red, compartiendo almacenamiento, memoria, ancho de banda y poder de procesamiento.

En una red cliente/servidor, un servidor central o un grupo de servidores gestionan recursos y entregan servicios a los dispositivos de clientes en la red. Estos clientes se comunican con otros clientes a través del servidor. A diferencia del modelo P2P, los clientes de una arquitectura cliente/servidor no comparten sus recursos. Este tipo de arquitectura a veces se denomina modelo escalonado, porque está diseñado en varios niveles o capas.

Topología de red

La topología de red hace referencia a cómo se disponen los nodos y enlaces de una red. Un nodo de red es un dispositivo que puede enviar, recibir, almacenar o reenviar datos. Un enlace de red conecta nodos y pueden ser enlaces cableados o inalámbricos.

Entender los tipos de topología proporciona la base para crear una red exitosa. Hay una serie de topologías, pero las más comunes son bus, anillo, estrella y malla:

  • una topología de red en bus es cuando cada nodo de red está conectado directamente a un cable principal.

  • En una topología de anillo, los nodos están conectados en un ciclo, por lo que cada dispositivo tiene exactamente dos vecinos. Los pares adyacentes están conectados directamente; los pares no adyacentes se conectan indirectamente a través de varios nodos.

  • En una topología de red en estrella, todos los nodos están conectados a un único hub central y cada nodo está conectado indirectamente a través de ese hub.

  • Una topología de malla se define mediante conexiones superpuestas entre nodos. Puede crear una topología de malla completa, donde cada nodo de la red está conectado a cualquier otro nodo. También puede crear una topología de malla parcial en la que solamente algunos nodos están conectados entre sí y algunos están conectados a los nodos con los que intercambian más datos. La topología de malla completa puede ser costosa y requiere mucho tiempo para ejecutarse, por lo que a menudo se reserva para redes que requieren alta redundancia. La malla parcial proporciona menos redundancia, pero es más rentable y más sencilla de ejecutar.

Seguridad

La seguridad de la red de computadoras protege la integridad de la información contenida en una red y controla quién accede a esa información. Las políticas de seguridad de la red equilibran la necesidad de proporcionar servicio a los usuarios con la necesidad de controlar el acceso a la información.

Hay muchos puntos de entrada a una red. Estos incluyen el hardware y el software que componen la propia red, así como los dispositivos utilizados para acceder a la red, como computadoras, smartphones y tablets. Debido a estos puntos de entrada, la seguridad de la red requiere utilizar varios métodos de defensa. Las defensas pueden incluir firewalls, dispositivos que supervisan el tráfico de red y evitan el acceso a partes de la red en función de las reglas de seguridad.

Los procesos para autenticar usuarios con ID de usuario y contraseñas proporcionan otra capa de seguridad. La seguridad incluye el aislamiento de datos de red para que la información patentada o personal sea más difícil de acceder que la información menos crítica. Otras medidas de seguridad de la red incluyen asegurar actualizaciones de hardware y software, así como colocar parches de forma periódica, educar a los usuarios de la red sobre su rol en los procesos de seguridad, y mantenerse al tanto de las amenazas externas de hackers y otros actores malintencionados. Las amenazas de red evolucionan constantemente, lo que hace de la seguridad de la red un proceso interminable.

El uso de la nube pública también requiere actualizaciones de los procedimientos de seguridad para garantizar la seguridad y el acceso continuos. Una nube segura exige una red subyacente segura. 

Lea acerca de las cinco consideraciones principales  (PDF, 298 KB) para proteger la nube pública.

Redes de malla

Como se ha indicado anteriormente, una red de malla es un tipo de topología en la que los nodos de una red de computadoras se conectan a tantos otros nodos como sea posible. En esta topología, los nodos cooperan para direccionar datos de forma eficiente a su destino. Esta topología proporciona una mayor tolerancia a errores porque, si un nodo falla, hay muchos otros nodos que pueden transmitir datos. Las redes de malla se configuran y organizan automáticamente, buscando la ruta más rápida y confiable en la que enviar la información.

Tipos de redes de malla

Hay dos tipos de redes de malla; malla completa y malla parcial: 

  • En una topología de malla completa, cada nodo de red se conecta a todos los demás nodos de red, proporcionando el nivel más alto de tolerancia a errores. Sin embargo, cuesta más ejecutarla. En una topología de malla parcial, solamente se conectan algunos nodos, casi siempre los que intercambian datos con más frecuencia.
  • Una red de malla inalámbrica puede constar de decenas a cientos de nodos. Este tipo de red se conecta a los usuarios sobre puntos de acceso distribuidos en un área grande.  

Equilibradores de carga y redes

Los equilibradores de carga distribuyen de forma eficiente tareas, cargas de trabajo y tráfico de red entre los servidores disponibles. Piense en los equilibradores de carga como el control de tráfico aéreo en un aeropuerto. Observan todo el tráfico que entra en una red y lo dirige hacia el router o servidor mejor preparado para gestionarlo. Los objetivos del equilibrio de carga son evitar la sobrecarga de recursos, optimizar los recursos disponibles, mejorar los tiempos de respuesta y maximizar el rendimiento.

Para obtener una visión general completa de los equilibradores de carga, consulte Equilibrio de carga: guía completa.

Redes de distribución de contenido

Una red de entrega de contenido (CDN) es una red de servidor distribuido que proporciona copias almacenadas temporalmente, o almacenadas en memoria caché, de contenido del sitio web a los usuarios basándose en la ubicación geográfica de estos. Una CDN almacena este contenido en ubicaciones distribuidas y sirve a los usuarios como una forma de reducir la distancia entre los visitantes y el servidor de su sitio web. Tener un contenido en caché más cercano a sus usuarios finales le permite entregar el contenido más rápido y ayuda a los sitios web a llegar mejor a una audiencia global. Una CND protege contra las subidas repentinas de tráfico, reduce la latencia, disminuye el consumo de ancho de banda, acelera los tiempos de carga y reduce el impacto de los hackeos y ataques al introducir una capa entre el usuario final y la infraestructura de su sitio web.

La media de transmisión en vivo, la media bajo demanda, las empresas de juegos, los creadores de aplicaciones, los sitios de comercio electrónico: a medida que el consumo digital aumenta, más propietarios de contenido recurren a CDN para dar un mejor servicio a los consumidores de contenido.

Soluciones de red de computadoras e IBM

Las soluciones de redes de computadoras ayudan a las empresas a mejorar el tráfico, mantener a los usuarios conformes, proteger la red y suministrar servicios de forma sencilla. La mejor solución de red de computadoras es normalmente una configuración única basada en su tipo de negocio y necesidades específicas.

Las redes de distribución de contenido (CDN), los equilibradores de carga y la seguridad de red —mencionados anteriormente— son ejemplos de tecnologías que pueden ayudar a las empresas a elaborar soluciones de redes de computadoras óptimas. IBM ofrece soluciones de red adicionales, incluyendo:

  • Los aparatos de gateway son dispositivos que le proporcionan un mayor control sobre el tráfico de red, le permiten acelerar el rendimiento de la red y dotar a su red de mayor seguridad. Gestione sus redes físicas y virtuales para el enrutamiento de varias VLAN, para los firewalls, VPN, el modelado de tráfico y más.
  • Direct Link  asegura y acelera la transferencia de datos entre infraestructura privada, multinube e IBM Cloud.
  • Cloud Internet Services son capacidades de seguridad y rendimiento diseñadas para proteger el contenido web en contacto con el público y las aplicaciones antes de que lleguen a la nube. Obtenga protección DDoS, equilibrio de carga global y un paquete de recursos de seguridad, confiabilidad y rendimiento diseñado para proteger el contenido y las aplicaciones web en contacto con el público antes de que lleguen a la nube.  

Los servicios de red en IBM Cloud le proporcionan soluciones de red para mejorar el tráfico, mantener conformes a los usuarios y suministrar recursos fácilmente según sea necesario.

Cree conocimientos de red y obtenga la certificación profesional de IBM a través de los cursos dentro del plan de estudios de  Cloud Site Reliability Engineers (SRE) Professional. 

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