Redes

¿Cómo funciona internet?

Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicaciones interconectadas, que utilizan la familia de protocolos TCP/IP, lo cual garantiza que las redes físicas heterogéneas que la componen constituyen una red lógica única de alcance mundial.

Cliente-servidor

Red mundial

• ¿Qué es un cliente?

El cliente es una aplicación informática o un ordenador que consume un servicio remoto en otro ordenador conocido como servidor, a través de una red de telecomunicaciones.

• ¿Qué es un servidor?

Un servidor es un conjunto de computadoras capaces de atender las peticiones de un cliente y devolverle una respuesta en concordancia. Los servidores se pueden ejecutar en cualquier tipo de computadora, incluso en computadoras dedicadas a las cuales se les conoce individualmente como el servidor. En la mayoría de los casos una misma computadora puede proveer múltiples servicios y tener varios servidores en funcionamiento.

Diagrama cliente-servidor en el funcionamiento de una red

¿Qué ocurre al escribir una URL?

• ¿Qué es una URL?

Una URL (del inglés Uniform Resource Locator) es una cadena de texto que identifica la ubicación de un recurso en la web. En otras palabras, es la dirección que se utiliza para acceder a un sitio web en Internet. Las URL se emplean para enlazar distintos recursos, como páginas web, imágenes, archivos de audio o video, y otros contenidos digitales.

• ¿Cómo funcionan juntos los clientes y los servidores para dar una URL?

El concepto es simple, el usuario pide acceder a una página web y su ordenador manda una petición a un servidor que alberga esta página web. El servidor busca para esa página web y devuelve la infromación al ordenador una vez la encuentra, ahora el usuario puede ver en su pantalla la página web. A contincuación está la descripción del proceso en gran detalle dividido en 10 pasos.

1. URL y detección de protocolo El navegador divide la dirección en sus componentes: protocolo http o https, dominio, ruta, parámetros y fragmentos. A partir del protocolo decide si usar comunicación segura mediante TLS o una conexión HTTP simple.
2. Resolución DNS Antes de conectar necesita la dirección IP del servidor. El navegador consulta la caché local, luego el sistema operativo y finalmente un resolvedor DNS que devuelve la IP, como si buscara un número de teléfono en una agenda.
3. Conexión TCP y handshake TLS Con la IP inicia una conexión TCP mediante el clásico three way handshake. Si es HTTPS se realiza después un handshake TLS para cifrar la comunicación y garantizar integridad y confidencialidad.
4. Petición HTTP Con el canal establecido el navegador envía una petición HTTP, normalmente GET para obtener la página principal. La petición incluye cabeceras, cookies y metadatos que ayudan al servidor a generar la respuesta adecuada.
5. Respuesta del servidor El servidor procesa la petición y devuelve un código de estado, cabeceras y el cuerpo con HTML o datos. En plataformas dinámicas el HTML puede generarse en tiempo real mediante código del servidor; en otras se sirven archivos estáticos.
6. Análisis del HTML y construcción del DOM El navegador parsea el HTML y construye el DOM, un árbol que representa la estructura del documento. Durante este proceso detecta recursos externos como hojas de estilo, scripts e imágenes que deben descargarse.
7. CSSOM y árbol de renderizado Las CSS se parsean en el CSSOM. DOM y CSSOM se combinan para formar el árbol de renderizado. El motor calcula dimensiones, posiciones y estilos para cada elemento antes de pintar píxeles en la pantalla.
8. Ejecución de JavaScript Los scripts descargados se parsean y ejecutan, y pueden modificar el DOM, añadir interactividad o desencadenar nuevas peticiones. Los navegadores modernos usan optimizaciones como JIT y carga asíncrona para reducir interrupciones en el renderizado.
9. Descarga de recursos Imágenes, fuentes y vídeos se descargan en paralelo. La caché del navegador, compresión y el uso de CDNs aceleran estas descargas. Para empresas que migran a la nube, prácticas de despliegue en servicios cloud aws y azure y configuración de CDNs son clave para mejorar tiempos de carga.
10. Render final e interactividad Una vez cargados los recursos y ejecutados los scripts, el navegador pinta la versión final y activa los listeners de eventos. El usuario puede interactuar con la página mientras en segundo plano pueden seguir ejecutándose procesos adicionales.

Protocolos fundamentales

El Protocolo de Internet (IP) es un protocolo, o conjunto de reglas, para enrutar y direccionar paquetes de datos para que puedan viajar a través de las redes y llegar al destino correcto. Los datos que atraviesan Internet se dividen en trozos más pequeños, llamados paquetes. La información IP se adjunta a cada paquete y esta información ayuda a los enrutadores a enviar los paquetes al lugar correcto. A cada dispositivo o dominio que se conecta a Internet se le asigna una dirección IP y a medida que los paquetes se dirigen a la dirección IP adjunta, los datos llegan a donde se necesitan.

HTTP/HTTPS

Protocolo seguro https

La versión https añade la 's' alfinal que significa seguridad, es decir, la página ha sido declarada segura para navegar

El protocolo de transferencia de hipertexto (HTTP) constituye los cimientos de la red mundial, y se utiliza para cargar páginas web mediante enlaces de hipertexto. HTTP es un protocolo de capa de aplicación diseñado para transferir información entre los dispositivos conectados de la red, y se ejecuta sobre otras capas del conjunto de protocolos de la red. Un flujo típico sobre HTTP implica una máquina cliente que realiza una solicitud a un servidor, que a continuación envía un mensaje de respuesta.

TCP/IP

Actualmente la mayoría de ordenadores están conectados a alguna red (internet, intranet, etc.) y casi todos lo hacen utilizando el modelo TCP/IP. Este modelo es un protocolo para comunicación en redes que permite que un equipo pueda comunicarse dentro de una red. Está basado en el modelo teórico OSI de capas con la que comparte 4 de ellas; sin embargo, ofrece muchas más opciones y es un modelo práctico.

La comprensión de las características principales de la pila de protocolos de Internet TCP/IP posibilita la configuración de redes básicas, por lo que conocer TCP/IP es fundamental en cualquier formación centrada en trabajar con redes e internet (se llama pila de protocolos a una colección ordenada de protocolos organizados por capas).

DNS

El sistema de nombres de dominio (DNS) es el directorio telefónico de Internet. Las personas acceden a la información en línea a través de nombres de dominio como nytimes.com o espn.com. Los navegadores web interactúan mediante direcciones de Protocolo de Internet (IP). El DNS traduce los nombres de dominio a direcciones IP para que los navegadores puedan cargar los recursos de Internet.

Todo esto es decir que cada dispositivo conectado a Internet tiene una dirección IP única que otros equipos pueden usar para encontrarlo. Los servidores DNS suprimen la necesidad de que los humanos memoricen direcciones IP tales como 192.168.1.1 (en IPv4) o nuevas direcciones IP alfanuméricas más complejas, tales como 2400:cb00:2048:1::c629:d7a2 (en IPv6).

Hay numerosas compañías que porporcionan servicios DNS gratis, cómo Google, Cloudfare y SecureDNS. El DNS se cambia en la configuración proporcionada en el sistema operativo.

Redes domésticas y educativas

LAN, WiFi ...

Una red es un conjunto de dispositivos electrónicos que están unidos para compartir información, recursos y servicios

• Todas las distintas formas de conectar una red
  • Por tamaño

1. PAN: Personal area network, unos metros
2. LAN: Local area network, un edificio
3. MAN: Metropolitan area network, una municipalidad
4. WAN: Wide area network, un país. Se utiliza fibra óptica

• Por medio

1. Wired: Uso de cables
2. Wireless: Medio inalámbrico (WiFi)

El wifi es un “sistema de conexión inalámbrica, dentro de un área determinada, entre dispositivos electrónicos, y frecuentemente para acceso a internet”, según la definición de la Real Academia Española.

3. Mixed: Algunos dispositivos con cableado, otros mediante inalámbrico

• Por topología

1. Tree: Usado en LAN
2. Bus: El más simple
3. Ring: Todos los nodos están conectados
4. Mesh: Más complejo y más seguro
5. Star: Una única conexión

Router

Un router común

Un ejemplo de un router con tanto cables de internet como antena para conexión inalámbrica

Un router permite la conexión entre dos redes, tipicamente un LAN y un WAN. Se llaman routers porque guían la ruta de los paquetes de infromación por los canales más apropiados para cada paquete. Tienen varios puertos de ethernet y puntos de WiFi.

Un router se debe colocar con al menos 30cm de distancia a otros aparatos electrónicos, muebles y paredes para evitar interferir y saturar la señal. En interiores un router tendra una distancia de unos 30 metros, mientras que en exteriores y en zonas industriales puede llegar desde los 100 metros hasta los 300 metros. Es verdad que también existen extensores, aparatos utilizados para incrementar la distancia a la que llega la señal.

Problemas comunes de conexión

• Lo primero en todo caso cuando se experimenten casos de conexión irregular o nula sería comprobar que es un problema externo al dispositivo, es decir, que todos los dispositivos afectados por el router presenten los mismos problemas de conexión.
• Con cableado:

Los problemas con cableado ocurren en caso de daños al cable que impiden el paso a la electricidad. Si este no es el caso el problema reside en el router.

• Con inalámbrico:

Los distintos casos de problemas de conexión inalámbricos más comunes que experimentan los técnicos de Xakata son:

1. Conexión intermitente, teniendo conexión a ratos. Por norma general, este fallo deriva del router, sea por algún defecto en él o por falta de alcance. No obstante, si el dispositivo tiene problemas con las antenas para la recepción, la cobertura se hace más complicada, pudiendo también ser el origen.
2. Llega muy poca señal al dispositivo, algo que precisamente veíamos en el otro punto. A veces tener poca cobertura implica que el dispositivo se esté conectando y desconectando, mientras que en otras simplemente se reduce la velocidad. Nuevamente, tanto el dispositivo como el router pueden ser causantes.
3. Conexión muy lenta, derivada siempre de una baja señal o estar lejos del router. Hacer una prueba de velocidad desde el dispositivo puede servir para obtener datos exactos acerca de a qué velocidades se está navegando.
4. Hay conexión WiFi, pero no Internet. Por paradójico que suene, esto es posible e incluso normal. Ocurre cuando sí que se establece conexión entre el router y el smartphone, pero el router no está emitiendo señal que permita conectarse a Internet. Por tanto, sí, es culpa del router.
5. Solo funciona la conexión por cable, nuevamente y como en el punto anterior, es cosa del router y su emisión de señal WiFi.
6. Solo funciona la conexión WiFi y no la de cable. En este caso, aunque sea el contrario, es cosa del router. No obstante, puede ser debido también a una mala conexión del cable o que este se encuentre defectuoso.