Introducción Internet no tiene una estructura real, pero

Introducción
Internet no tiene una estructura real, pero existen varios backbone principales. Estos se construyen a partir de líneas y routers de
alta velocidad. Conectados a los backbone hay redes regionales (de nivel medio), y conectadas a estas redes regionales están las
LAN de universidades, empresas y proveedores de servicios de Internet de nivel inferior.
Los ISPs son empresas que conectan usuarios finales a Internet. Estas empresas pueden prestar sus servicios en un solo municipio o
en varios, requiriendo para este último caso servicios de conectividad nacional. Para la prestación de su servicio en Colombia,
deben contar con una licencia de valor agregado otorgada por el ministerio de comunicaciones.
Adicional a lo anterior, los ISPs pueden prestar entre otros los siguientes servicios: Buzones de e-mail, hosting, co-location, redes
privadas virtuales (VPN), conexión internacional a otros ISPs.
Descripción de Internet
Internet público es una red de computadores que conecta millones de dispositivos informáticos o sistemas terminales a través
del mundo. Los sistemas terminales se conectan entre sí mediante una red de enlaces de comunicaciones, y dispositivos de
conmutación de paquetes. Existen muchos tipos de enlaces de comunicaciones, los cuales están formados de diferentes tipos de
medios físicos, como cable coaxial, de cobre, fibra óptica y ondas de radio. Los distintos enlaces pueden transmitir los datos a
diferente velocidad y la velocidad de transmisión de un enlace se mide en bits/segundo. Cuando un sistema terminal tiene que
enviar datos a otro sistema terminal. El emisor segmenta los datos y añade bits de cabecera a cada segmento, formando un
paquete. Los paquetes de información resultantes se envían entonces a través de la red hasta el sistema terminal receptor, donde
vuelven a ser ensamblados para obtener los datos originales.
Un conmutador de paquetes toma el paquete que llega de uno de sus enlaces de comunicación de entrada y lo reenvía a uno de
sus enlaces de comunicaciones de salida. Los dispositivos de conmutación de paquetes más utilizados actualmente en Internet son
los routers y switches de la capa de enlace. Ambos tipos reenvían los paquetes a sus destinos finales. Los switches de la capa de
enlace normalmente se emplean en las redes de acceso, mientras que los routers suelen utilizarse en el núcleo de la red. La
secuencia de enlaces de comunicaciones y conmutadores de paquete que atraviesa un paquete desde el sistema terminal emisor
hasta el sistema terminal receptor se conoce como ruta a través de la red.
Los sistemas terminales acceden a Internet a través de proveedores de servicios de Internet (Internet Services Provider; ISP),
incluyendo proveedores residenciales como son las compañías telefónicas o de cables locales; los proveedores de universidades;
los proveedores corporativos y los ISP que proporcionan acceso inalámbrico (WIFI) en aeropuertos, hoteles, cafés y otros lugares
públicos. Cada ISP es una red de conmutadores de paquetes y enlaces de comunicación. Los ISP proporcionan diferentes tipos de
acceso a la red para los sistemas terminales, incluyendo acceso a través de modem de 56 Kbps, acceso a través de banda ancha
residencial (como modem por cable o DSL), acceso mediante LAN de alta velocidad, y acceso inalámbrico. Los ISP también
proporcionan acceso a Internet a los proveedores de contenido, conectando sitios web directamente a Internet. Internet es todo lo
que conecta a los sistemas terminales entre sí, por lo que los ISP que proporcionan el acceso a los sistemas terminales también
tienen que estar interconectados entre ellos. Estos ISP de nivel inferior se interconectan a través de los ISP de nivel superior
nacionales e internacionales. Un ISP de nivel superior consiste en routers de alta velocidad interconectados a través de enlaces de
fibra óptica de alta velocidad. La red de cada ISP, sea de nivel superior o inferior, se administra de forma independiente, ejecuta IP y
se ajusta a determinados convenios de denominación y de asignación de direcciones.
Los sistemas Terminales, los conmutadores de paquete y otros elementos de Internet, ejecutan protocolos que controlan el
envío y la recepción de información en Internet. TCP (protocolo de control de transmisión) e IP (protocolo Internet) son los dos
protocolos más importantes en Internet. El protocolo IP especifica el formato de los paquetes que son enviados y recibidos entre
routers y sistemas Terminales. Los protocolos más importantes de Internet se conocen colectivamente como TCP/IP.
Normalmente, cada sistema (por ejemplo, un servidor o una estación de trabajo) o sistema intermedio (por ejemplo un router) está
asociado a una única dirección. Esa dirección por lo general es una dirección de nivel de red. En la arquitectura TCPIP, esta
dirección se denomina dirección IP, o simplemente dirección Internet. La dirección del nivel de red se utiliza para encaminar los
paquetes a través de la red o redes hasta el sistema destino, cuya dirección vendrá indicada en la dirección del nivel de red destino
del paquete.
Una vez que los datos llegan al destino, deberán cederse a algún proceso o aplicación dentro del sistema. Normalmente, el sistema
destino podrá procesar varias aplicaciones y cada aplicación podrá servir a varios usuarios. A cada aplicación, y probablemente, a
cada usuario concurrente de la aplicación se le asigna un identificador único, denominado en la arquitectura TCPIP puerto.
En cualquier red, todas las interfaces de cada dispositivo conectado deberán tener una única dirección. Como por ejemplo la
dirección MAC en una red IEEE 802. Estas direcciones hacen posible que las redes encaminen las unidades de datos (por ejemplo
las tramas MAC) y las hagan llegar al sistema destino. Este tipo de dirección se denomina direcciones del punto de conexión en la
red.
La figura muestra varios ejemplos de conexiones. La conexión lógica entre el router y la estación B se lleva a cabo en el nivel de
red. Por ejemplo, si la red 2 es una red de conmutación de paquetes, entonces esta conexión lógica debería ser un circuito virtual.
En niveles superiores, muchos protocolos de transporte, como, por ejemplo TCP proporcionan conexiones lógicas entre los
usuarios del servicio de transporte. De esta manera, TCP puede establecer una conexión entre dos puertos de diferentes sistemas.
Otro concepto relacionado es el modo de direccionamiento. En la mayoría de los casos, una dirección alude a un único sistema o
puerto, en estas circunstancias el modo de direccionamiento se denomina unidestino (unicast), ahora bien, es igual posible que
una dirección aluda a más de una entidad o puerto. Este tipo de direcciones identifican simultáneamente a varios destinos. Una
dirección que identifique a varios usuarios puede ser de tipo difusión (broadcast) cuando aluda a todas las entidades dentro de un
dominio, o puede ser de tipo multidestino (multicast) cuando se refiera a un subconjunto específico de entidades. – En general,
una entidad es cualquier cosa capaz de enviar y recibir información, y un sistema es un objeto físico que contiene a una o más
entidadesInternet público (es decir, la red de redes global discutida anteriormente) es la red a La que normalmente uno se refiere como la
Internet. Existen también muchas redes privadas, como redes corporativas o de gobierno, cuyos host no pueden intercambiar
mensajes con host externos a la red privada (a menos que los mensajes pasen a través de los llamados cortafuegos, que restringen
el flujo de mensajes a y desde la red). Estas redes privadas se conocen frecuentemente como intranets. Ya que utilizan los mismos
tipos de host, routers, enlaces y protocolos que Internet público.
Debido a la importancia de los protocolos en Internet, es importante que todo el mundo esté de acuerdo en que hacen todos y
cada uno de ellos, siendo aquí donde entran en juego los estándares. Los estándares son desarrollados por el Internet Engineering
Task Force (IETF). Los documentos estándares de IETF se llaman RFC (solicitudes de comentarios). Las solicitudes RFC comenzaron
como solicitudes de comentarios generales (de ahí su nombre) para resolver los problemas de arquitectura a los que se enfrentaba
el precursor de Internet. Las solicitudes RFC, aunque no son estándares formalmente, han evolucionado hasta el punto de que son
citadas como tales. Las RFC tienden a ser completamente técnicas y detalladas Definen protocolos como TCP, IP, HTTP (para la
Web) y SMTP (para estándares abiertos de correo electrónico). Hay más de 3.000 solicitudes RFC diferentes.
Direcciones IPv4
Las direcciones IPv4 se expresan por un número binario de 32 bits permitiendo un espacio de direcciones de 4.294.967.296 (2 32)
direcciones posibles. Las direcciones IP se pueden expresar como números de notación decimal: se dividen los 32 bits de la
dirección en cuatro octetos. El valor decimal de cada octeto está comprendido en el rango de 0 a 255 [el número binario de 8 bits
más alto es 11111111 y esos bits, de derecha a izquierda, tienen valores decimales de 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64 y 128, lo que suma 255].
Aunque la mayoría de las direcciones IPv4 de host son direcciones públicas designadas para uso en redes a las que se accede
desde Internet, existen bloques de direcciones que se utilizan en redes que requieren o no acceso limitado a Internet. A estas
direcciones se las denomina direcciones privadas:
Los bloques de direcciones privadas son:
10.0.0.0 a 10.255.255.255 (10.0.0.0 /8)
172.16.0.0 a 172.31.255.255 (172.16.0.0 /12)
192.168.0.0 a 192.168.255.255 (192.168.0.0 /16)
La división en subredes permite crear múltiples redes lógicas de un solo bloque de direcciones. Como usamos un router para
conectar estas redes, cada interfaz en un router debe tener un ID único de red. Cada nodo en ese enlace está en la misma red.
Creamos las subredes utilizando uno o más de los bits del host como bits de la red. Esto se hace ampliando la máscara para tomar
prestado algunos de los bits de la porción de host de la dirección, a fin de crear bits de red adicionales. Cuanto más bits de host se
usen, mayor será la cantidad de subredes que puedan definirse. Para cada bit que se tomó prestado, se duplica la cantidad de
subredes disponibles. Por ejemplo: si se toma prestado 1 bit, es posible definir 2 subredes. Si se toman prestados 2 bits, es posible
tener 4 subredes. Sin embargo, con cada bit que se toma prestado, se dispone de menos direcciones host por subred.
Direccionamiento sin clase
El diseño de redes de clases (classful) sirvió durante la expansión de internet, sin embargo este diseño no era escalable y frente a
una gran expansión de las redes en la década de los noventa, el sistema de espacio de direcciones de clases fue reemplazado por
una arquitectura de redes sin clases Classless Inter-Domain Routing (CIDR)3 en el año 1993. CIDR está basada en redes de longitud
de máscara de subred variable (variable-length subnet masking VLSM) que permite asignar redes de longitud de prefijo arbitrario.
Permitiendo una distribución de direcciones más fina y granulada, calculando las direcciones necesarias y "desperdiciando" las
mínimas posibles.
Al utilizar el direccionamiento CIDR, a veces denominado direccionamiento sin clase, la cantidad de bits que puede formar la ID de
la red no está limitada por la clase. Se pueden crear redes que utilizan el espacio de dirección 192.168.0.0 con menos de 24 bits
que indican el número de red. Por ejemplo, la dirección 192.168.82.174 es parte de una red en la que los primeros 18 bits crean la
ID de la red. La red en la que se encuentra este host será especificada como 192.168.64.0/18, donde /18 indica una máscara de
subred de 18 bits (255.255.192.0).
Calculador de subred: http://vlsm-calc.net