asir unidad 01

CAPÍTULO 1

Viviendo en un mundode redes

ObjetivosDespués de completar este capítulo, será capaz de responder a las siguientes cuestiones:

� ¿Cuál es el impacto de las redesen nuestra vida diaria?

� ¿Cuál es el papel que desempeñanlas redes de datos en la red humana?

� ¿Cuáles son los principales com-ponentes de una red de datos?

� ¿Cuáles son las oportunidades ylos desafíos de la convergencia deredes?

� ¿Cuáles son las características delas arquitecturas de redes?

Conceptos claveEste capítulo hace uso de los siguientes conceptos clave, cuya definición encontrará en

el glosario.

Red de datos 3

Red 3

Internet 3

Descarga 4

Mensajería instantánea 5

Tiempo real 5

Blogs 5

Podcasts 5

Wikis 6

Herramienta de colaboración 6

Packet Tracer 7

Intranet 9

Extranet 9

Tecnología inalámbrica 9

Estándares 14

Bits 14

Binario 14

Origen 15

Router 16

Nube 16

IP (Protocolo Internet) 17

TCP (Protocolo para el control de la transmisión) 17

Convergencia 19

Tolerancia a fallos 20

Redundancia 20

Escalabilidad 21

Internetwork 21

Paquete 23

Calidad de servicio (QoS) 26

Ancho de banda 26

Prioridad en cola 27

Autenticación 29

Firewall 30

Punto único de fallo 30

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Estamos en un momento crítico del uso de la tecnología para extendery potenciar la red humana. El éxito de la globalización de Internet hasido más acelerado de lo que cabía esperar. La forma en que se pro-ducen las interacciones sociales, comerciales, políticas y personalesestá cambiando rápidamente para mantenerse al ritmo de la evoluciónde esta red global. En la siguiente etapa de nuestro desarrollo, los inno-vadores utilizarán Internet como punto de partida de sus investiga-ciones, y crearán nuevos productos y servicios diseñados para que sebeneficien de las nuevas capacidades de red. A medida que los desa-rrolladores fijan nuevos límites de lo que es posible, las capacidadesde las redes interconectadas que forman Internet jugarán un papel cadavez más importante en el éxito de dichos proyectos.

Este capítulo ofrece una introducción de la plataforma de las redesde datos de la que las relaciones sociales y comerciales dependencada vez más. El material constituye la base para explorar los servi-cios, las tecnologías y los problemas que los profesionales de lasredes se encuentran cuando diseñan, construyen y mantienen lasredes modernas.

Comunicarse en un mundo de redesLos humanos somos animales sociales que dependemos de la inte-racción entre nosotros para nuestras necesidades diarias. A lo largode la historia, las personas, con raras excepciones, hemos dependidode la estructura de diferentes redes comunitarias para nuestra segu-ridad, alimentación y compañía. Las personas llevamos interconec-tadas mucho tiempo.

La forma en como interactuamos cambia constantemente. A la vezque se han producido desarrollos técnicos, también se han desarro-llado métodos de comunicación humana. Hubo un tiempo en el quelos sonidos y los gestos era todo lo que los humanos utilizaban paracomunicarse, pero Internet nos permite ahora mediante las computa-doras compartir de forma instantánea todos los tipos de comunica-ción (documentos, imágenes, sonido y vídeo) con miles de personasmás o menos cercanas a nosotros.

Las redes que soportan nuestromodo de vidaNo hace demasiados años, las personas nos comunicábamos princi-palmente a un nivel local, porque la comunicación con las personas

2 Aspectos básicos de networking. Guía de estudio de CCNA Exploration

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que teníamos más lejos resultaba compleja y costosa. Teníamos quehablar en persona o utilizar el teléfono para la mayoría de las comu-nicaciones por voz, el correo entregaba la mayoría de los mensajesescritos y la televisión difundía una comunicación de vídeo unidirec-cional. Todos estos métodos siguen funcionando, pero los tres estánconvergiendo en tecnologías de comunicación basadas en la Web. Elextenso ámbito y el coste reducido de la comunicación a través deInternet han cambiado la interacción entre empresas y clientes, laforma de compartir información y recursos, y la sensación quetenemos de que nuestros amigos y familiares están cerca.

Con cada avance en la tecnología de la comunicación, la creación yla interconexión de redes de datos robustas tiene un profundo efecto.Las antiguas redes de datos estaban limitadas a la hora de intercam-biar información basada en caracteres entre los sistemas de compu-tación conectados. Las redes actuales han evolucionado y ahorapueden transportar voz, flujos de vídeo, texto y gráficos entre dife-rentes tipos de dispositivos. Los distintos métodos de comunicaciónseparados han convergido en una plataforma común. Esta plataformaproporciona acceso a un amplio abanico de métodos de comunica-ción alternativos y novedosos que nos permiten interactuar directa-mente entre nosotros y de forma casi instantánea.

El uso de Internet se empezó a extender rápidamente en cuanto laconectividad fue un hecho en la década de 1990. Los primeros usua-rios de la WWW eran principalmente investigadores universitariosque intercambiaban información, pero otras personas y negociosvieron rápidamente la forma de beneficiarse de las comunicacionesbasadas en la Web. Fue el detonante de la creación de muchos nego-cios y profesiones nuevos.

La naturaleza inmediata de las comunicaciones por Internet impulsala formación de comunidades globales, que a su vez fomentan lainteracción social con independencia de la ubicación geográfica o dela zona horaria.

En el mundo actual la tecnología es quizás el agente de cambio másimportante, ya que ayuda a crear un mundo en el que las fronterasnacionales, las distancias geográficas y las limitaciones físicas se hanconvertido en unos obstáculos menos relevantes. La creación decomunidades online para el intercambio de ideas e información tieneel potencial de aumentar las oportunidades de productividad a travésdel mundo. Como Internet conecta a las personas y promueve lacomunicación sin restricciones, representa la plataforma sobre la quehacer negocios, canalizar las emergencias, informar a los individuosy apoyar la educación, la ciencia y la gobernación.

Capítulo 1: Viviendo en un mundo de redes 3

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Internet se ha convertido rápidamente en parte integral de nuestrarutina diaria. La compleja interconexión de dispositivos y medioselectrónicos que constituyen la red es transparente a millones deusuarios que la consideran como una parte valiosa y personal de susvidas.

Las redes de datos que una vez servían para transportar informa-ción entre negocios, ahora también se utilizan para mejorar lacalidad de vida de todos nosotros. En el transcurso de un día, losrecursos disponibles a través de Internet pueden ayudarnos a hacerlo siguiente:

� Decidir lo que nos vamos a poner consultando online las con-diciones climatológicas actuales.

� Encontrar la ruta menos congestionada a un destino, consul-tando los vídeos que nos ofrecen las webcams de tráfico y deltiempo.

� Comprobar el saldo de nuestra cuenta bancaria y pagar fac-turas electrónicamente.

� Recibir y enviar mensajes de correo electrónico en un ciber-café mientras merendamos.

� Obtener información sanitaria y consejos nutricionales deexpertos de todo el mundo, y colaborar en un foro para com-partir información sanitaria y terapéutica relacionada.

� Descargar nuevas recetas y técnicas culinarias para crear unacena espectacular.

� Publicar y compartir nuestras fotografías, vídeos domésticosy experiencias con amigos o con el mundo.

� Utilizar los servicios de telefonía por Internet.

� Comprar y vender en subastas online.

� Utilizar la mensajería instantánea y las charlas (chats) tantopor negocios como a nivel personal.

Ejemplos de las herramientas de comunicación más populares en nuestros días

Al igual que ocurriera en el pasado con tecnologías novedosas comoel teléfono o la televisión, el público en general adaptó fácilmenteInternet al uso diario. La existencia y la amplia adopción de Internethan conducido a nuevas formas de comunicación que permiten a los


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individuos crear información accesible para todo el mundo engeneral. Entre las herramientas de comunicación más popularespodemos citar la mensajería instantánea, los blogs, los podcasts y loswikis.

La mensajería instantánea (MI o IM, Instant messaging) no esuna tecnología nueva, pero mejoras recientes han aumentando subase de usuarios. La MI es una comunicación basada en texto entiempo real entre dos o más usuarios. Está basada en un antiguoservicio denominado Internet Relay Chat (IRC), que se amplió parapoder compartir voz, fotos y vídeos, además de para transferirarchivos. La MI se diferencia del correo electrónico en que éstepuede sufrir un retardo al enviarse, pero la MI es, como su nombreindica, instantánea. Es una herramienta cada vez más popular quela utilizan los centros de servicio al cliente como asistencia a susclientes y los amigos para comunicarse entre sí.

La primera generación de uso web era como un lugar donde las per-sonas podían encontrar información estática, recursos educativos einformación comercial. Pero el contenido web está pasando de ser unsitio donde las personas pueden obtener información a ser un sitiodonde también pueden contribuir con información. Los usuarios dela Web se están convirtiendo, de muchas maneras, en creadores decontenido. El afloramiento y uso de herramientas de software social,como los blogs, los podcasts y los wikis, permiten la interacción y lacontribución de los usuarios.

Los blogs, también conocidos como weblogs, son páginas web dondela gente puede publicar sus opiniones personales y sus pensamientosacerca de cualquier tema concebible. Los blogs, para lo bueno o paralo malo, permiten la publicación de ideas sin filtrar y sin editar, tantode expertos como de inexpertos. Es un aspecto bastante importanteporque demuestra que estamos pasando de confiar en el contenido deexpertos en los medios de comunicación tradicionales a confiar enotros usuarios que proporcionan su conocimiento personal.

El podcasting es un medio basado en audio que originariamente per-mitía al usuario grabar audio y convertirlo para su uso con los iPods(pequeños dispositivos portátiles fabricados por Apple que repro-ducen audio). La posibilidad de grabar audio y guardarlo en unarchivo de computadora no es algo nuevo. Sin embargo, el podcas-ting nos permite entregar nuestras grabaciones a una ampliaaudiencia. El archivo de audio se coloca en un sitio web (o blog, owiki), desde donde los demás pueden descargarlo y reproducir la gra-bación en sus computadoras, portátiles e iPods.


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Los wikis son otro ejemplo de contenido web creado públicamente.Los individuos crean blogs, pero las páginas web wiki son creadas yeditadas por grupos de personas que comparten información. Elmejor ejemplo que se conoce de wiki es la Wikipedia, una enciclo-pedia online constituida por las contribuciones públicas editadas porlos usuarios públicos. Miles de personas contribuyen con sus cono-cimientos especializados a ampliar la Wikipedia, y cualquiera puedeacceder a su información de forma gratuita. Muchos grupos creansus propios wikis para enseñar a sus miembros, y muchas organiza-ciones crean wikis limitados a modo de herramienta de colaboracióninterna. Una herramienta de colaboración es un software web quepermite a las personas trabajar conjuntamente en un proyecto através de la Web.

El apoyo de las redes a nuestroaprendizaje

Detrás de los cambios más importantes que ha experimentado la edu-cación están los avances que se han producido en Internet y en lasherramientas de colaboración. El aumento de la fiabilidad de la Weby del acceso ha conseguido que cada vez más instituciones dependande la tecnología para sus funciones educativas principales. Porejemplo, la educación a distancia estaba antes limitada a la corres-pondencia, los vídeos o las conferencias por vídeo y audio. Con lasherramientas de colaboración más modernas y las tecnologías webmás potentes, el aprendizaje online puede involucrar a los estu-diantes en el aprendizaje interactivo y la evaluación en tiempo real.Las clases pueden hacer uso de documentos compartidos, wikis,vídeo online y software de evaluación online para mejorar las opor-tunidades de aprendizaje. El aprendizaje del estudiante ya nodepende tanto de la ubicación o de los horarios, lo que abre loscursos a estudiantes potenciales que antes no podían asistir a lasclases.

Los métodos de la enseñanza tanto cara a cara como online estáncambiando gracias a la introducción de herramientas web como loswikis. Tradicionalmente, el profesor proporciona el contenido delcurso y la clase se beneficia de algunas explicaciones. Con las herra-mientas online, disponibles por igual para todos los estudiantes,muchas clases se centran en compartir las opiniones y las experien-cias de los estudiantes. Es un cambio significativo para muchos pro-fesores y estudiantes, pero es un ejemplo del impacto que el cambiotécnico está teniendo en las tradiciones de la sociedad.


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También ha cambiado el lado administrativo de la enseñanza. Esposible matricularse en un curso en la Web y pagar con una cuentabancaria online. Las notas finales se pueden publicar en el sitio webde una universidad, y es posible que nunca haya que verse las carascon el tutor. Es el lado comercial de la educación, que también estacambiando a medida que aparecen nuevas herramientas de adminis-tración. La estructura de este curso es un ejemplo de la influenciaque los cambios en la Web han tenido en la educación. El ProgramaAcademia de Networking de Cisco, que ofrece este curso, es unejemplo de experiencia de enseñanza online global. El profesor pro-porciona un programa de estudios y establece una planificación pre-liminar para completar el contenido del curso. El programa de laAcademia complementa la experiencia del profesor con un plan deestudio interactivo que proporciona muchas formas de experienciaseducativas. El programa ofrece textos, gráfico, animaciones y unaherramienta de entorno de networking simulado denominada PacketTracer. Esta herramienta ofrece una forma de crear representacionesvirtuales de redes y emular muchas de las funciones de los disposi-tivos de red.

Los estudiantes se pueden comunicar con el profesor y con sus com-pañeros utilizando herramientas online como el correo electrónico,los tablones de boletines, las salas de charla y la mensajería instan-tánea. Los enlaces proporcionan acceso a recursos de aprendizajeque se encuentran fuera del ámbito del curso. El e-learning ofrecelos beneficios de la enseñanza basada en computadoras a la vez quemantiene las ventajas de un plan de estudio dirigido por un profesor.

Los estudiantes tienen la oportunidad de trabajar online a su propioritmo y según su nivel de habilidad, a la vez que tiene acceso a unprofesor y otros recursos directos.

Además de los beneficios que suponen para el estudiante, las redestambién han mejorado la dirección y la administración de los cursos.Algunas de estas funciones online son la matriculación, la entrega deevaluaciones y los libros de notas.

En el mundo de los negocios también crece la aceptación del uso delas redes para proporcionar una preparación eficaz y rentable a losempleados. La enseñanza online puede reducir el consumo de tiempoy el coste de los viajes, a la vez que garantiza la adecuada prepara-ción de todos los empleados para que puedan desempeñar sus tra-bajos de una forma segura y productiva. Los cursos online ofrecenmuchos beneficios a los negocios, incluyendo los siguientes:

� Materiales de enseñanza actuales y precisos. La colabora-ción entre vendedores, fabricantes de equipamiento y prove-


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edores de enseñanza garantizan que el material del curso estáactualizado con los últimos procesos y procedimientos.Cuando se encuentran errores en los materiales y se corrigen,el material nuevo queda inmediatamente disponible paratodos los empleados.

� Disponibilidad de la enseñanza para una audienciaamplia. La enseñanza online no depende de horarios deviaje, de la disponibilidad de un profesor o del tamaño delaula física. A los empleados se les puede fijar una fechalímite para completar su aprendizaje, y pueden acceder almaterial del curso cuando lo crean conveniente.

� Una calidad de enseñanza coherente. La calidad de la ense-ñanza no varía como lo haría si varios profesores impartieranel curso en persona. El plan de estudios online proporcionaun núcleo de enseñanza coherente al que los profesorespueden añadir su experiencia.

� Reducción de los costes. Además de reducir el coste delviaje y la pérdida de tiempo asociada al viaje, hay otros fac-tores relacionados con la enseñanza online que reducen elcoste. Normalmente es más barato revisar y actualizar elmaterial online del curso que actualizar el material impresoen papel. También es posible reducir o eliminar los serviciosasociados con la enseñanza en persona.

Muchas empresas también ofrecen a los clientes una preparaciónonline. Con este material los clientes aprenden a utilizar de la mejorforma los productos y los servicios ofrecidos por una empresa, redu-ciéndose de este modo las llamadas a las líneas de ayuda o a los cen-tros de servicio al cliente.

El apoyo de las redes a nuestraforma de trabajar

Los avances en las redes de computadoras han tenido un tremendoimpacto en las empresas. Muchos economistas atribuyen gran partedel crecimiento económico de las dos pasadas décadas al aumento dela productividad derivado de unas tecnologías comerciales mejo-radas.

Muchas empresas utilizan paquetes de software de colaboración queaceptan grupos de trabajo distribuido (personas que trabajan juntaspero no en la misma ubicación física) para crear documentos interac-tivamente y contribuir en tiempo real en los proyectos. Estas herra-


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mientas de colaboración muestran la naturaleza global del negocioonline y ahora son esenciales para empresas tanto grandes comopequeñas. Diferentes compañías utilizan distintos tipos de redes. Losempleados se pueden reunir en Internet, o pueden unirse a un gruporestringido en la intranet de la empresa, que sólo permite el accesoa los empelados internos. Otro tipo de red es la extranet, un tipo dered que permite a los distribuidores del exterior un acceso limitado ala información de una empresa.

Para cosechar los beneficios de estas herramientas, las empresasdeben ofrecer a sus trabajadores una preparación y una educacióncontinuas. La habilidad de aprender y adoptar nuevas formas deimplementar la tecnología en el lugar de trabajo es una apreciablecapacidad muy valorada después por la mayoría de los empleadores.

La mayoría de los ejemplos anteriores resaltan los beneficios que lascorporaciones más grandes obtienen de las redes de computadoras.Pero las redes también han facilitado el éxito de las empresaspequeñas.

Considere los siguientes escenarios basados en historias de empresaspequeñas:

� El propietario de una pequeña librería lucha por sobrevivir enuna ubicación comercial por la que cada vez pasan menospersonas y pronostica la extinción del negocio para dentro deun año. Cuando se dispone a cerrar la tienda, publica en laWeb un listado de su inventario de libros raros. En un par demeses, el tráfico aumenta y consigue unos precios mejorespara sus libros. En poco tiempo, el tráfico web es superior altráfico de personas por la tienda. En cuatro meses, se trasladaa un lugar mucho más barato y modifica su actividad comer-cial por la de la venta de libros raros por la Web. Al adaptarsea las tecnologías cambiantes, el librero experimenta un creci-miento en un sector comercial más lucrativo.

� La tripulación de un pesquero en la costa de Alaska elige losmejores peces de la captura y los deposita, todavía vivos, enun tanque especial del barco. El tanque es enfocado por unawebcam, que está conectada a la Web utilizando tecnologíainalámbrica a través de satélite. Mientras tanto, en un restau-rante de alta categoría de Washington, D.C., la propietariasólo quiere servir en su menú el pescado de la mejor calidad.Consulta la web de su proveedor favorito, que la conducehasta el pescador en su barco en Alaska. De este modo puedeelegir el pez que quiere. La distribución se realiza con unacompañía de envíos para que la entrega se realice esa noche.


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La propietaria del restaurante hace un seguimiento del envíoa través de la Web y, cuando comprueba que le llegará atiempo para la cena, edita e imprime el menú. En este esce-nario, dos empresas separadas por miles de kilómetros uti-lizan las redes para trabajar conjuntamente a fin de ofrecer unproducto de alta calidad al mejor precio.

No hace mucho más de una década, estos escenarios hubieran sidoimposibles. Estas historias de éxito, junto con otras miles parecidas,son posibles porque las personas utilizamos las tecnologías de net-working de formas imaginativas para tener éxito en los negocios.

El apoyo de las redes a nuestraforma de divertirnos

Ya hemos visto que las redes ofrecen oportunidades para la ense-ñanza y los negocios, pero también ofrecen muchísimas opcionesde ocio. Los sitios de viajes pueden responder a las condiciones deúltima hora que ofrece el mercado en cuestión de reservas de hotel,avión y cruceros, algo que beneficia tanto a vendedores como aconsumidores. Las compañías de medios de comunicación y entre-tenimiento mantienen sitios web que ofrecen libros, juegos, pro-gramas de TV y películas. La industria de la música proporcionacanciones para su descarga. Mientras que la Web ha ayudado a estaindustria a llegar a nuevos públicos y recortar costes, las compañíasdiscográficas también se han enfrentado a retos nuevos, como lossitios donde se comparte música y los problemas de copyright. Lossitios de subastas online son un excelente lugar de encuentro decoleccionistas para intercambiar información y productos de formasegura.

Algunos de los desarrollos más innovadores en la tecnología de lasredes se han dado en un intento por satisfacer el voraz apetito del sectordel entretenimiento. Las compañías de videojuegos online claman cons-tantemente por un mejor ancho de banda y un procesamiento másrápido a fin de mejorar sus productos, y los jugadores online están dese-osos por gastar el dinero necesario para comprar el equipo másmoderno que les permitirá mejorar su experiencia de juego.

Los sistemas de alquiler de películas y compartición y distribución

de vídeo son las tecnologías web más modernas que están evolucio-

nando rápidamente a medida que se extienden las conexiones web

más rápidas.


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Comunicación: una parteesencial de nuestras vidasEn nuestra vida diaria, la comunicación toma muchas formas y seproduce en muchos entornos. Tenemos expectativas diferentes enfunción de si estamos charlando (chateando) a través de Internet oparticipando en una entrevista de trabajo. Cada situación tiene suscorrespondientes comportamientos y estilos.

Estas expectativas son las reglas de la comunicación y algunos de loselementos son universales. Un vistazo más cercano a cómo se comu-nican los humanos también servirá para introducir muchos de los ele-mentos necesarios de la comunicación mediante redes.

¿Qué es la comunicación?Las personas tenemos muchas formas de comunicarnos entre sí. Paraque una comunicación tenga éxito, se trate de una comunicaciónverbal o no verbal, una conversación cara a cara o por teléfono, o através de una carta por escrito o en una sala de chat, se requierenunas reglas comunes.

Las reglas de la comunicación también se denominan protocolos.Algunos de los protocolos que son necesarios para que la comuni-cación se produzca incluyen la presencia de:

� Un emisor y un receptor identificados.

� Un método de comunicación convenido (cara a cara, telé-fono, carta, fotografía, etc.).

� Un lenguaje y una gramática comunes.

� Una velocidad y una sincronización de entrega convenidas (porejemplo, “por favor, más despacio para que pueda entenderlo”).

� Una confirmación o unos requisitos de acuse de recibo (porejemplo, “¿Entendido?” “Sí, gracias”).

No todas las comunicaciones cuentan con los mismos protocolosconvenidos. Por ejemplo, una carta jurídica importante puederequerir una firma y una respuesta por parte del receptor, pero lascartas personales no necesitan tal acuse de recibo.

Las personas no nos preocupamos de muchas de las reglas queseguimos para comunicarnos, porque esas reglas están implícitas enel idioma y la cultura. El tono de voz, las pausas entre reflexiones ylos métodos corteses de interrumpir son sólo algunos ejemplos de lasreglas implícitas que los humanos seguimos.


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Calidad de la comunicación

Las computadoras y las redes de computadoras no disponen de seme-jante conocimiento de la comunicación implícito, pero aún así senecesitan unos protocolos parecidos para que los dispositivos de redpuedan comunicarse. Para que la comunicación entre dispositivos dered sea un éxito, al igual que ocurre con la comunicación entre per-sonas, el significado del mensaje entendido por el receptor debecoincidir con el significado pretendido por el emisor.

Una comunicación exitosa entre computadoras de una red se enfrentaa muchas barreras potenciales. El proceso de enviar un mensaje en unared de computadoras puede resultar complejo y tener muchos pasos ycondiciones, y cualquier paso mal ejecutado o condición no satisfechaadecuadamente puede arruinar el mensaje. Los pasos y las condi-ciones, o factores, pueden separarse en grupos internos y externos.

Los factores externos provienen de la complejidad de la red y delnúmero de dispositivos que manipulan el mensaje en su ruta hasta eldestino. A continuación tiene algunos ejemplos de factores externos:

� Calidad del camino entre el emisor y el receptor.

� Número de veces que el mensaje tiene que cambiar de forma.

� Número de veces que el mensaje ha de ser redirigido.

� Número de mensajes que se están transmitiendo simultánea-mente por la red de comunicaciones.

� Cantidad de tiempo asignada para una comunicación exitosa.

Los factores internos son los siguientes:

� Tamaño del mensaje.

� Complejidad del mensaje.

� Importancia del mensaje.

El receptor puede tener más dificultad para entender los mensajesmás complejos, y los mensajes más largos tienen un potencial mayorde estar distorsionados o incompletos al llegar al destino.

La red como plataforma

La capacidad de comunicarse de forma fiable con alguien, en cual-quier parte, es cada vez más importante en nuestra vida a nivel per-sonal y profesional. Añadido a la demanda de inmediatez, se requiereque se adopten distintos tipos de mensajes (tales como telefónico, de


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texto y de vídeo) como formas normales de comunicación. Parasoportar la entrega inmediata de millones de mensajes distintos quelas personas intercambiamos en todo el mundo, tenemos que apo-yarnos en una malla de redes interconectadas. Las siguientes sec-ciones describen la comunicación a través de las redes, los diferenteselementos que constituyen las redes y la convergencia.

Comunicación a través de redes

Las redes tienen un impacto directo en cómo vivimos, y el papel delas redes es cada vez más importante para las personas de cualquierparte del mundo. La tarea de entregar con fiabilidad y simultánea-mente millones de mensajes sería demasiado para una red. Por con-siguiente, una red de redes más pequeñas e interconectadas de dis-tintos tamaños y capacidades efectúa la entrega de los muchosmensajes y flujos de datos por todo el mundo.

Elementos de una red

Las webs de datos o redes de información varían en tamaño y capa-cidades, pero todas las redes tienen en común cuatro elementosbásicos:

� Reglas o acuerdos. Las reglas o acuerdos (protocolos)gobiernan cómo se envían, dirigen, reciben e interpretan losmensajes.

� Mensajes. Los mensajes o unidades de información viajan deun dispositivo a otro.

� Medios. Un medio es una forma de interconectar esos dispo-sitivos; es decir, un medio puede transportar los mensajesdesde un dispositivo a otro.

� Dispositivos. Los dispositivos de la red intercambian men-sajes entre sí.

La Figura 1.1 esboza una red pequeña con reglas, mensajes, unmedio y dos dispositivos.


Red

Dispositivos

Medio

Mensaje Reglas:Estandarde acuerdode reglas

Figura 1.1. Elementos de una red.

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Las redes antiguas tenían estándares distintos y, en consecuencia, nopodían comunicarse fácilmente entre sí. Ahora, la estandarizaciónglobal de estos elementos permite una comunicación sencilla entreredes independientemente del fabricante del equipo.

Las personas utilizamos muchas tecnologías y dispositivos que nocomprendemos completamente. Conducir un coche, por ejemplo, esuna tarea común para muchos. Cuando un conductor arranca uncoche, mete una velocidad y pisa el acelerador, muchos sistemasempiezan a trabajar juntos. El coche se mueve porque un sistema deencendido arranca el vehículo, un sistema de combustión regula lapotencia, los sistemas eléctricos encienden las luces y los indica-dores, y una compleja transmisión elige los engranajes adecuadospara que el coche se mueva y sea conducido por el conductor. Todoesto ocurre bajo el capó y fuera de la vista y la mente del conductor,que únicamente se centra en la tarea de conducir con seguridad haciaun destino. La mayoría de los conductores sabe poco o nada sobre elfuncionamiento de un automóvil pero lo pueden utilizar con eficaciapara sus propósitos.

Las redes de computadoras se parecen a los automóviles del ejemplo.Dos personas que se comunican con dispositivos finales de redesdiferentes, sólo pueden hacerlo si se completan satisfactoriamentemuchos procesos complejos. Estos procesos son un mensaje, algunaforma de medio, varios dispositivos y unos protocolos, trabajandotodos conjuntamente.

El mensaje

La palabra mensaje es un término genérico que abarca páginas web,correos electrónicos, mensajes instantáneos, llamadas telefónicas yotras formas de comunicación habilitadas por Internet. El mensajedebe ser uno que la red pueda transportar. En primer lugar, los men-sajes deben ser soportados por el software instalado en los disposi-tivos finales. La mensajería instantánea y el chat, por ejemplo,requieren la instalación de cierto software para poder iniciar unasesión. Para las conferencias por audio y vídeo se requiere un soft-ware distinto. Estos programas que soportan funciones de comunica-ción se denominan servicios, y para iniciar un mensaje ha de insta-larse un servicio. Algunos ejemplos de servicios son el correoelectrónico, la telefonía IP y el uso de la World Wide Web.

No tiene importancia que el mensaje sea texto, voz o vídeo, porquetodos estos formatos se convierten en bits, señales digitales codifi-cadas en binario, para su transporte a través de una conexión inalám-


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brica, de cobre o de fibra óptica. La señal digital puede cambiar conel medio, pero el contenido del mensaje original seguirá intacto.

El medio

El medio que transporta físicamente el mensaje puede cambiar variasveces entre el emisor y el receptor. Las conexiones de red pueden sercableadas o inalámbricas.

En las conexiones cableadas, el medio puede ser de cobre, que trans-porta señales eléctricas, o de fibra óptica, que transporta señales lumi-nosas. El medio de cobre son los cables, como el cable telefónico depar trenzado, el cable coaxial o, más comúnmente, el que se conocecomo cable UTP (par trenzado sin apantallar, unshielded twisted-pair)de categoría 5. Las fibras ópticas, hilos finos de cristal o plástico quetransportan señales de luz, son otra forma de medio de networking.

En las conexiones inalámbricas, el medio es la atmósfera de laTierra, o espacio, y las señales son las microondas. Los medios ina-lámbricos pueden incluir la conexión inalámbrica doméstica entre unrouter inalámbrico y una computadora equipada con una tarjeta dered inalámbrica, la conexión inalámbrica terrestre entre dos esta-ciones en tierra, o la comunicación entre dispositivos en la Tierra ylos satélites. En una excursión típica por Internet, un mensaje puedeatravesar distintos tipos de medios.

Los dispositivos

Varios dispositivos, como los switches y los routers, trabajan paraque el mensaje sea dirigido adecuadamente desde el origen, o dispo-sitivo de origen, hasta el dispositivo de destino. En la red de destinopuede haber más switches, cable o quizás un router inalámbrico queentregará el mensaje instantáneo al receptor.

Los gráficos y los iconos son comunes en las lecturas sobre las redes.Los iconos, o pequeñas imágenes alineadas que representan elesquema de una red, pueden clarificar mucho la información sobre eldiseño de la red. La Figura 1.2 muestra los símbolos de varios dis-positivos de red. La computadora de escritorio, el portátil y el telé-fono IP representan los dispositivos de usuario final, mientras que elresto de los iconos representan los equipos de red o los medios quese utilizan para conectar los dispositivos finales. Estos iconos no serefieren a modelos específicos o características de los dispositivos,que pueden variar mucho. La Tabla 1.1 describe brevemente los sím-bolos de red.


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Tabla 1.1. Factores internos y externos que afectan a una comunicaciónsatisfactoria.


Símbolo Descripción

Computadora Computadora típica que se utiliza en el hogar de escritorio o en la oficina.

Portátil Computadora portátil.

Servidor Computadora dedicada a proporcionar servi-cios de aplicación a los usuarios finales en una red.

Teléfono IP Teléfono digital que transporta voz en formade datos por las redes de datos, en lugar dehacerlo por las líneas telefónicas analógicas.

Medio LAN Medio de red de área local, normalmente un cable de cobre.

Medio inalámbrico Describe el acceso inalámbrico a una red de área local.

Switch LAN Es el dispositivo más común para interconectarredes de área local.

Firewall Dispositivo que proporciona seguridad a las redes.

Router Dispositivo que ayuda a dirigir los mensajesentre las redes.

Router inalámbrico Es un tipo específico de router que normal-mente se encuentra en las redes domésticas.

Nube Símbolo que se utiliza para resumir un grupode dispositivos de networking que quedanfuera del control de administración local, a menudo la propia Internet.

Medio WAN Es una forma de interconexión de red de áreaamplia (WAN), representada por una líneazigzagueante.

Computadorade escritorio

Nube

MedioLAN

MedioWan

Medioinalámbrico

Router

Portátil

Servidor

Teléfono IP Switch LAN

Routerinalámbrico

Firewall

Figura 1.2. Símbolos de los dispositivos de red.

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La estandarización de los distintos elementos de la red permite quelos equipos y los dispositivos creados por fabricantes diferentespuedan trabajar conjuntamente. Los expertos en diferentes tecnolo-gías pueden contribuir con sus mejores ideas en el desarrollo de unared eficaz, sin preocuparse por la marca o el fabricante del equipo.

Reglas

Todos los procesos de comunicación ocurren, hasta donde las per-sonas podemos decir, en un instante, y en un solo segundo se puedenproducir decenas de miles de procesos. Para que todo funcionecorrectamente, los procesos de red deben controlarse de forma pre-cisa. Las reglas gobiernan cada paso del proceso, desde el diseño delos cables hasta cómo deben enviarse las señales digitales. Estasreglas se conocen con el nombre de protocolos, y la industria de lascomunicaciones ha estandarizado la mayoría de ellos para que laspersonas de diferentes lugares y con equipos distintos puedan comu-nicarse. Los protocolos más comunes son IP (Protocolo Internet,Internet Protocolo) y TCP (Protocolo para el control de la transmi-sión, Transmission Control Protocol). Estos protocolos trabajan con-juntamente y suelen denominarse pila de protocolos TCP/IP. TCP/IPtrabaja junto con otros protocolos, como por ejemplo, XMPP (Proto-colo extensible de mensajería y presencia, Extensible Messaging andPresence Protocol), que es un protocolo de mensajería instantánea ysirve para proporcionar reglas de comunicación en las que se venimplicados diferentes servicios. La Tabla 1.2 especifica algunos ser-vicios comunes y los protocolos que los soportan.

Tabla 1.2. Lista de servicios y sus protocolos.


Servicio Protocolo (“regla”)

World Wide Web HTTP (Protocolo de transferencia de(WWW) hipertexto, Hypertext Transport Protocol)

E-mail SMTP (Protocolo simple de transporte de correo, Simple Mail Transport Protocol) y POP (Protocolo de oficina de correos, PostOffice Protocol)

Mensaje instantáneo XMPP (Protocolo extensible de mensajería (Jabber, AIM) y presencia, Extensible Messaging and

Presence Protocol) y OSCAR (Sistema abiertopara la comunicación en tiempo real, OpenSystem for Communication in Realtime)

Telefonía IP SIP (Protocolo de inicio de sesión, SessionInitiation Protocol)

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Muchas veces pensamos en las redes de un modo abstracto: creamosy enviamos un mensaje de texto y, casi de forma instantánea, semuestra en el dispositivo de destino. Aunque sabemos que entrenuestro dispositivo emisor y el dispositivo receptor hay una red por laque nuestro mensaje viaja, muy rara vez pensamos en todas las partesy piezas que constituyen esa infraestructura. La siguiente lista explicacómo los elementos de las redes (dispositivos, medios y servicios) sonconectados mediante reglas para entregar un mensaje:

1. Un usuario final escribe en su PC un mensaje instantáneo aun amigo utilizando una aplicación.

2. El mensaje instantáneo es convertido a un formato que puedeser transmitido a través de la red. Antes de ser enviados a susdestinos, es preciso convertir todos los tipos de formatos demensajes (texto, vídeo, voz o datos) en bits. Una vez conver-tido en bits, el mensaje instantáneo ya puede ser enviado por lared para su entrega.

3. La tarjeta de interfaz de red (NIC) que está instalada en el PCgenera señales eléctricas que representan los bits y los colocaen el medio para que puedan viajar hasta el primer disposi-tivo de red.

4. Los bits pasan de un dispositivo a otro en la red local.

5. Si los bits tienen que abandonar la red local, salen a través deun router que conecta con una red diferente. Puede haberdocenas, incluso cientos, de dispositivos que manipulen losbits en su ruta hacia su destino.

6. Cuando los bits se encuentran cerca de su destino, vuelven aatravesar dispositivos locales.

7. Finalmente, la NIC instalada en el dispositivo de destinoacepta los bits y los convierte de nuevo en un mensaje detexto legible.

Convergencia de redes

Las tecnologías de comunicación evolucionaron en diferentesmomentos y en distintos lugares a lo largo de siglo XX. Las necesi-dades militares dieron lugar a muchos desarrollos en la tecnología dela difusión de radio, mientras que los desarrollos en la difusión de latelevisión tuvieron lugar en respuesta a una demanda del mercado. Elteléfono evolucionó como una tecnología cableada y después comouna tecnología inalámbrica. Los desarrollos en la comunicación entrecomputadoras se produjeron mucho más tarde en el mismo siglo. Por


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ejemplo, el primer mensaje de correo electrónico en formato de textose envió en la década en 1960, pero el correo electrónico no se popu-larizó hasta la década de 1980. Ahora es muy común utilizar unacomputadora para la mensajería instantánea, las llamadas de teléfonoy el vídeo compartido.

La tecnología y los protocolos de cada uno de los métodos de comu-nicación se desarrollaron en gran medida con independencia unos deotros, y la mayoría de los usuarios de servicios de TV, telefonía ycomputación tenemos que pagar a proveedores diferentes por cadaservicio. Pero los desarrollos más recientes en cada área han llevadoa la difusión y la telefonía a la tecnología digital que ya era utilizadapor las computadoras. Esta integración de tecnologías en una plata-forma digital es lo que se denomina convergencia.

La convergencia se produce cuando los teléfonos, las difusiones y lascomunicaciones por computadora utilizan todos ellos las mismasreglas, dispositivos y medios para transportar sus mensajes. En unared, o plataforma, convergida, los diferentes dispositivos, como tele-visores o teléfonos celulares, utilizarán una infraestructura de redcomún para comunicarse.

La Figura 1.3 muestra a la izquierda el concepto de sistemas no con-vergentes y a la derecha una red que ha convergido.


Dispositivos

Red que haconvergido

MensajeMedio

Medio

Medio

Mensaje

Mensaje

Red de variosdispositivos

Dispositivos

Dispositivos

Estándar de acuerdode reglasDispositivos

Mensaje

Mensaje

Mensaje

Medio

Medio

Medio

Dispositivos

Dispositivos

Estándar de acuerdode reglas



Redes decomputadoras

Redes detelefonía

Redes dedifusión

Figura 1.3. Convergencia.

Las tecnologías de redes todavía siguen evolucionando y conver-giendo. A medida que se produzcan mejoras, los servicios ofrecidosse irán extendiendo más allá de las comunicaciones y en las aplica-ciones compartidas. La convergencia de los distintos tipos de redesde comunicaciones en una plataforma representa la primera fase dela construcción de la red de información inteligente. Actualmenteestamos en esta fase de la evolución de la red. La siguiente fase seráconsolidar no sólo los distintos tipos de mensajes en una sola red,

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sino también consolidar en dispositivos de red integrado las aplica-ciones que generan, transmiten y aseguran los mensajes. No sólo lavoz y el vídeo se transmiten por la misma red; los dispositivos querealizan la conmutación telefónica y la difusión de vídeo serán losmismos que enrutan los mensajes a través de la red. La plataformade comunicaciones resultante proporcionará una funcionalidad deaplicación de alta calidad a un coste reducido.

Internet es el primer ejemplo de la convergencia de tecnologías. Lossitios web en los que los usuarios interactúan a través de sitios de tele-fonía web y de vídeo compartido están entre los más populares de laWeb, y algunos existen desde hace tan sólo un par de años. Conside-rando lo rápidamente que estos servicios se han popularizado en laWeb, no es descabellado pensar que surgirán servicios nuevos quecambiarán la forma en que trabajamos y nos divertimos en la Web.

La arquitectura de Internet

El término arquitectura de red se refiere a los esquemas concep-tuales sobre los que se construye una red física. Del mismo modoque el arquitecto de un edificio debe considerar la función del edi-ficio y las necesidades que se esperan de los usuarios del mismo, asítambién los arquitectos de las redes deben diseñar Internet para quese adapte a las necesidades de la Web y de sus usuarios. Internet hasuperado, con mucho, las expectativas originales en cuanto a tamañoy uso, que es un testimonio de la fortaleza de los fundamentos sobrelos que se planificó e implementó Internet.

La arquitectura de red

El diseño de Internet satisface cuatro expectativas fundamentales:tolerancia a fallos, escalabilidad, calidad de servicio (QoS) y segu-ridad. Vamos a introducir aquí estos temas, y dejamos la explicaciónde su implementación para la siguiente sección.

La tolerancia a fallos, en términos sencillos, significa que Internetseguirá funcionando con normalidad incluso aunque fallen algunosde los componentes de la red. La redundancia, o la duplicación deequipos y medios, es un factor clave en la tolerancia a fallos. Si fallaun servidor, un servidor redundante que realiza las mismas funcionesdebe ser capaz de retomar el trabajo hasta que se realicen las repara-ciones precisas. Si lo que falla es un enlace de datos en una red tole-


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rante a fallos, los mensajes serán enrutados hacia su destino por unaruta duplicada. La Figura 1.4 esboza una red tolerante a fallos en laque ha fallado un router.


Internet

Las conexiones redundantespermiten rutas alternativas sifalla un dispositivo o un enlace. La experiencia del usuario nose ve afectada.

Figura 1.4. Tolerancia a fallos.

La escalabilidad describe la capacidad de la red para crecer y reac-cionar a cambios futuros. Una red escalable puede aceptar usuarios yequipos nuevos sin tener que empezar con otro diseño. Como mencio-namos anteriormente, no cabe duda de que se producirán cambios encómo se utilizan las redes, y una red adaptable, o escalable, permitirála inserción de usuarios nuevos sin tener que reconstruir la red entera.Una red escalable será capaz de crecer interna y externamente, fusio-nando otras redes para formar una internetwork que puede crecer paraseguir el ritmo marcado por las demandas de los usuarios.

La QoS indica el nivel de rendimiento de los servicios ofrecidos através de la red. Los servicios como el vídeo o la voz en directopueden requerir más recursos que los servicios como el correo elec-trónico. Como muchas tecnologías han convergido en una plata-forma, la separación de tipos de servicios en esa plataforma puedepermitir una prioridad más alta para un servicio que para otro. Porejemplo, el administrador de una red puede determinar que los datosde los asistentes a una reunión web tienen prioridad sobre el serviciode correo electrónico. La configuración de los dispositivos para prio-rizar unos tipos de datos u otros es un ejemplo de QoS.

La seguridad de las redes es esencial para que el público tenga con-fianza en usar Internet. Los que utilizan Internet para hacer negociosdemandan seguridad para sus transacciones financieras, y las organi-zaciones y las empresas que requieren información personal (porejemplo, un hospital o la consulta de un médico) deben proporcionarla protección de la privacidad de sus clientes. Así como los ciuda-

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danos de una ciudad esperan protección y seguridad, lo mismoespera la comunidad de usuarios web. Sin esa seguridad, al igual quelos ciudadanos de esa ciudad, los usuarios buscarán otro lugar parahacer sus negocios. Los mensajes encriptados y el uso de disposi-tivos de seguridad en la entrada de una red local son métodos deimplementación de seguridad.

Sin embargo, la encriptación y los firewalls (cortafuegos) no sonnecesariamente suficientes para proteger una red. Las expectativas deseguridad y privacidad que resultan del uso de las internetworks paraintercambiar información confidencial y vital para los negociosexceden lo que la arquitectura actual puede ofrecer. En consecuencia,se está dedicando mucho esfuerzo en esta área de investigación ydesarrollo. Mientras tanto se están implementando muchas herra-mientas y procedimientos para combatir los fallos de seguridad inhe-rentes de la arquitectura de redes.

La Figura 1.5 muestra cómo la configuración de un firewall en unrouter añade seguridad a la arquitectura de red al encargarse de con-trolar el acceso a la red.


Internet

Los administradores pueden proteger la redmediante una seguridad por software y porhardware e impidiendo el acceso físicoa los dispositivos de la red.

Las medidas de seguridadprotegen la red del accesono autorizado.

Inicio sesión: ?Contraseña: ?

Figura 1.5. Seguridad de la red.

Arquitectura de red tolerante a fallos

Los arquitectos de Internet empezaron sus diseños con la tolerancia afallos como prioridad máxima. Internet nació cuando los proyectistasdel Departamento de Defensa de Estados Unidos (DoD) quisieron

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diseñar un medio de comunicación que pudiera resistir una destrucciónmasiva de la línea telefónica y otras infraestructuras de comunicación.

Redes de conmutación de circuitos yorientadas a la conexión

La infraestructura existente en ese momento era la de una red de con-mutación de circuitos y orientada a la conexión. Los operadores detelefonía y los sistemas de marcación telefónica primitivos conec-taban las llamadas telefónicas estableciendo un circuito temporal queera una conexión física por la que la señal telefónica viajaba desde elemisor hasta el receptor. La tecnología era orientada a la conexiónporque cualquier problema en el servicio o por una desconexión físicaentre los dos usuarios interrumpía la llamada. Por tanto, se hacíanecesario iniciar una llamada nueva y proveer un circuito nuevo.

El diseño de circuito conmutado proporcionó un nuevo servicio a losclientes, pero también tenía sus errores. Por ejemplo, cada circuitosólo podía estar ocupado por una llamada, y ninguna otra llamadapodía ocupar el circuito hasta que la llamada anterior finalizara. Estadeficiencia limitaba la capacidad del sistema telefónico y lo hacíacaro, especialmente para las llamadas a larga distancia. Desde laperspectiva del DoD, el sistema era vulnerable, ya que podía inte-rrumpirse fácilmente por ataques enemigos.

Redes de conmutación de paquetes, sin conexión

La respuesta al problema de la tolerancia a fallos fue cambiar a unared sin conexión, por paquetes conmutados. En una red de este tipo,cada mensaje se divide en bloques de datos más pequeños, conocidoscomo paquetes, que llevan información para el emisor y el receptor.Los paquetes viajan por una o más redes a lo largo de varias rutas yse reensamblan en el destino.

Los paquetes viajan independientemente unos de otros, y a menudotoman rutas diferentes camino de su destino.

Los mensajes normalmente se dividen en miles de paquetes, y no esraro que algunos se pierdan por el camino. Los protocolos permitenesto y contienen métodos para solicitar la retransmisión de lospaquetes perdidos en ruta.

La tecnología de paquetes conmutados es sin conexión porque norequiere una conexión activa para la llamada. Esto permite una


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mayor eficacia que las redes por circuito conmutado, ya que variosusuarios pueden usar simultáneamente los circuitos de la red. La tec-nología de conmutación de paquetes es tolerante a fallos porque evitael peligro que supone contar con un solo circuito para la fiabilidaddel servicio. Si falla una ruta de la red, otra ruta de red distinta puedeentregar el mensaje entero.

La Figura 1.6 representa una red de conmutación de paquetes convarias rutas alternativas entre el origen y el destino.


Antes de la transmisión,cada comunicación sedivide en paquetes que son dirigidosy numerados.

Internet

En el destino, lospaquetes puedenreensamblarse en ordensegún sus númerosde secuencia.

Se pueden utilizarmuchas rutas paracada comunicaciónmientras los paquetesindividuales se enrutanhacia un destino.

Direcciónde origen

Direcciónde destino

Númerode secuencia

No se establece unaruta fija. Los paquetesson enrutados de acuerdocon la mejor ruta disponibleen cada momento.

Figura 1.6. Red por paquetes conmutados.

Las redes de paquetes conmutados son el estándar para Internet, peroqueda un pequeño nicho en el mercado para las redes de circuitosconmutados. Estas últimas permiten actualmente el fallo de un cir-cuito y el reestablecimiento de la sesión, y a algunos clientes lesgustan la fiabilidad y la seguridad que ofrecen los circuitos dedi-cados modernos. Las conexiones de circuitos conmutados son máscaras que las redes de paquetes conmutados, pero muchas institu-ciones requieren la disponibilidad constante y la seguridad de un cir-cuito y no tienen reparos en pagar un precio adicional.

Arquitectura de red escalable

Una red escalable puede crecer sin sufrir cambios sustanciales en sunúcleo. Internet es un ejemplo de diseño escalable. Internet ha cre-cido exponencialmente en la última década, pero el diseño del núcleo

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no ha cambiado. Internet es una colección de muchas redes privadasy públicas interconectadas mediante routers.

Los grandes proveedores de servicios de Internet (ISP) de nivel 1alojan los servidores de dominios más grandes que rastrean las direc-ciones de Internet. Esta información se duplica y comparte en losniveles inferiores del sistema. Este diseño jerárquico multinivel per-mite que la mayoría del tráfico sea procesado fuera de los servidoresde nivel superior. Esta distribución en el procesamiento del trabajosignifica que los cambios efectuados en los niveles inferiores, comola agregación de un ISP nuevo, no afecta a los niveles superiores.

La Figura 1.7 muestra el diseño jerárquico de la Web. El tráfico entrelos niveles inferiores puede pasar por alto los servidores de nivelsuperior en Internet. De este modo, los niveles superiores trabajan deforma más eficaz y proporcionan rutas alternativas cuando sealcanzan picos en el tráfico web.


ISPde nivel 2

ISPde nivel 2

ISPde nivel 2

ISPde nivel 2

Tier-2 ISP

ISPlocal

ISP de nivel 1

ISP de nivel 1 ISP de nivel 1

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

ISPlocal

Figura 1.7. Internet jerárquica.

Aunque Internet es una colección de redes independientementeadministradas, el crecimiento de la Web es posible debido a que losadministradores de las redes individuales se adhieren a los estándaresque hacen posible la interconectividad y la escalabilidad. Los admi-nistradores de redes también deben adaptarse a los estándares y pro-tocolos nuevos que mejoran la usabilidad de Internet. Las redes queno se adhieren a los estándares pueden encontrarse con problemas decomunicación al intentar conectarse a Internet.

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Cómo proporcionar la calidad de servicio

Cuando Internet se hizo de uso público por primera vez, todos nosasombramos con las nuevas tareas que podíamos realizar y éramostolerantes con los retardos y la pérdida de mensajes. Ahora, sinembargo, los usuarios nos hemos adaptado a velocidades más altas ya una mayor calidad de servicio (QoS).

La QoS se refiere a los mecanismos que gestionan un tráfico de redcongestionado. La congestión aparece cuando la demanda de losrecursos de red excede la capacidad disponible. Hay ciertas restric-ciones en cuanto a recursos de red que no pueden evitarse. Entreestas restricciones están las limitaciones de la tecnología, los costesy la disponibilidad local de un servicio de ancho de banda alto. Elancho de banda de la red es la medida de la capacidad de transportede datos que tiene la red. Cuando se intentan comunicaciones simul-táneas a través de la red, la demanda de ancho de banda de red puedeexceder su disponibilidad. La solución más obvia a esta situación esaumentar la cantidad de ancho de banda disponible. Pero, debido alas restricciones anteriormente mencionadas, esto no siempre esposible.

Mediante la QoS, un administrador puede elegir qué tráfico tieneprioridad de procesamiento en la red. Por ejemplo, la mayoría denosotros espera que el servicio de telefonía sea fiable y limpio.Muchas compañías quieren ahorrar dinero trasladando las llamadastelefónicas de larga distancia a Internet mediante el uso de serviciosVoIP (Voz sobre Protocolo Internet, Voice over Internet Protocol). Silos usuarios no pueden distinguir ninguna diferencia entre los telé-fonos convencionales y los teléfonos VoIP, no se sentirán molestospor el cambio. Pero si la congestión de la red provoca que los telé-fonos VoIP experimenten retrasos y pérdidas de llamadas, los usua-rios regresarán al servicio antiguo y más caro. El administrador de lared debe garantizar una calidad del servicio de voz tan alta como seaposible, y lo puede conseguir dando prioridad al tráfico de voz sobrecualquier otro tráfico web.

Las diferentes compañías e instituciones tienen distintas necesidadesy prioridades. Algunas compañías podrán priorizar el tráfico de voz,mientras que otras podrían querer priorizar el tráfico de vídeo, y otrospreferirían ofrecer prioridad al tráfico que transporta datos finan-cieros. Todas estas diversas necesidades pueden satisfacerse clasifi-cando el tráfico de red y asignando prioridades a cada clasificación.


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Clasificar el tráfico significa ordenar el tráfico web por categorías.Como existen muchos tipos de tráfico web, no resulta prácticoasignar a cada uno su propia prioridad. Así, el uso de una categoríapara el tráfico que es sensible al tiempo, como la voz y el vídeo, yotra categoría para el tráfico menos sensible, como el correo electró-nico y las transferencias de documentos, es una forma de clasificarel tráfico en grupos manejables. No todas las redes tienen las mismasprioridades, e instituciones diferentes asignarán tipos de datos encategorías diferentes de acuerdo a sus necesidades. Una vez clasifi-cados los tipos de tráfico, pueden colocarse en colas.

A continuación tiene algunos ejemplos de decisiones sobre la prio-ridad que podría tomar una empresa:

� Comunicación sensible al tiempo: aumentar la prioridadpara servicios como la telefonía y la distribución de vídeo.

� Comunicación no sensible al tiempo: reducir la prioridad dela recuperación de páginas web o correos electrónicos.

� Importancia alta para una empresa: aumentarla prioridadde los datos de control de la producción o de transaccionesempresariales.

� Comunicación no deseable: reducir la prioridad o bloquearla actividad no deseada, como la compartición de archivospeer-to-peer o el ocio en directo.

Colocar en cola significa “disponer en fila”. Un ejemplo de prioridadde cola lo encontramos en el contador de un mostrador de facturaciónde un aeropuerto. Hay dos clases de pasajeros haciendo cola: una colapara los pasajeros de la clase turista, y otra cola separada al final delmostrador para los pasajeros de primera clase. Cuando los agentes dela aerolínea empiezan a desempeñar sus funciones, ayudarán a que lospasajeros de la cola de primera clase se pongan por delante de cual-quiera que lleva esperando mucho más tiempo en la cola de claseturista. Los pasajeros de la clase turista siguen siendo importantes, ylos agentes les ayudarán, pero las aerolíneas otorgan prioridad a lospasajeros de primera clase porque valoran el beneficio extra que esosclientes suponen para la compañía.

En la prioridad de networking, la colocación en cola es como el pro-ceso del mostrador de facturación de la aerolínea. Los administra-dores de redes asignan prioridades a las categorías de tráfico y per-miten que las categorías más importantes tengan un mejor acceso alancho de banda de la red. La Figura 1.8 muestra diferentes clases detráfico con distintas prioridades de acceso al ancho de banda.


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Sigamos con el ejemplo anterior del tráfico VoIP en una empresa. Siel tráfico de voz tiene un acceso mejor al ancho de banda de la com-pañía que el resto del tráfico, la calidad de la voz será buena y losusuarios quedarán probablemente más satisfechos. Los usuariossatisfechos utilizarán el servicio VoIP y ahorrarán dinero a laempresa. La reducción de los costes y un mejor servicio son los prin-cipales incentivos para que los administradores de redes propor-cionen QoS.

Seguridad en la red

Internet ha demostrado ser la tierra fértil de los negocios, y las tran-sacciones entre empresas y el comercio electrónico (e-commerce)están soportando un crecimiento significativo año tras año. Sinembargo, el mismo entorno que atrae negocios legítimos, tambiénatrae artistas del timo y vándalos. Poner en riesgo la integridad de losactivos de una empresa puede conllevar unas repercusiones empresa-riales y financieras serias. En consecuencia, la seguridad de la red esuna importante preocupación de los proveedores y usuarios web, y laseguridad web es una parte clave de cualquier plan de administraciónde redes.

Una brecha en la seguridad de una red puede conducir a diversasconsecuencias serias, como las siguientes:

� Interrupción en el suministro de electricidad a la red, lo queprovoca una pérdida de la comunicación y las transaccionesempresariales.

� Pérdida de personal o de fondos empresariales.

� Robo de la propiedad intelectual, como propuestas de pro-yectos, patentes y planes estratégicos.


Enlace a la red

Toda comunicación tiene algo de accesoal medio, pero la comunicación de prioridadmás alta tiene un porcentaje más alto de paquetes.

Cola de prioridad alta

Cola de prioridad media

Cola de prioridad bajaTransacciónfinanciera

Vozsobre

IP

Figura 1.8. Prioridad en cola.

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� Exposición de datos confidenciales del cliente.

Cada uno de estos ejemplos puede provocar que un cliente pierda laconfianza en la empresa y se acelere su traslado a un distribuidormás fiable. A fin de proporcionar seguridad, un administrador deredes debe dirigir dos áreas:

� Seguridad de la infraestructura de la red.

� Seguridad del contenido.

Asegurar la infraestructura de la red significa proteger los disposi-tivos del contacto exterior. El bloqueo de las puertas de la sala decomputadoras y el uso de una protección mediante una contraseña decalidad en el equipo de red y en el software son unos sencillos pasosque pueden llegar lejos en la protección de una infraestructura.

La protección del contenido de la red significa proteger los datosalmacenados en los dispositivos de red y proteger los paquetes quetransportan datos hacia el interior o hacia el exterior de la red. Laseguridad del contenido de una red significa proteger la confidencia-lidad, manteniendo la integridad de la comunicación y asegurando ladisponibilidad de la red.

Garantizando la confidencialidad

La privacidad de los datos está destinada a que únicamente los recep-tores deseados y autorizados (personas, procesos o dispositivos)puedan leer los datos. Existen diferentes métodos para garantizar laconfidencialidad de los datos. Contar con un potente sistema deautenticación del usuario, imponer unas contraseñas que resultendifíciles de adivinar e instar a los usuarios a que cambien sus contra-señas frecuentemente ayudan a restringir el acceso a las comunica-ciones y a los datos almacenados en los dispositivos conectados auna red. Cuando es apropiado, la encriptación del contenido asegurala confidencialidad y minimiza el descubrimiento o el robo de infor-mación.

Mantenimiento de la integridad de la comunicación

El término integridad de los datos hace referencia a tener la convic-ción de que la información no se ha alterado durante la transmisióndesde el origen hasta el destino. La integridad de los datos se puedever comprometida cuando se corrompe la información (intencionadao accidentalmente) antes de que el receptor pretendido la reciba. La


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integridad del origen es la garantía de que se ha validado la identidaddel emisor. La integridad del origen se puede ver comprometidacuando un usuario o un dispositivo falsifican su identidad y sumi-nistra información incorrecta a un receptor.

Las firmas digitales, los algoritmos de dispersión (hashing) y losmecanismos de suma de comprobación proporcionan la integridaddel origen y de los datos en toda la red, a fin de evitar la modifica-ción no autorizada de la información.

Garantía de la disponibilidad

Asegurarse de que los recursos están disponibles para los usuariosautorizados es una parte importante de un plan de seguridad. Si unared no está disponible para una empresa utilizando prácticas empresa-riales basadas en la Web, la empresa puede sufrir un frenazo. Los ata-ques de los virus de computadora y los ataques por denegación de ser-vicio (DoS) pueden “derribar” una red. Un ataque DoS se producecuando computadoras externas inundan una red con tantas solicitudesde un servicio que los usuarios legítimos no pueden acceder a esosrecursos de la red. Entre las herramientas para combatir los virus y losataques DoS podemos citar el software antivirus en los servidores y lascomputadoras de escritorio, y los firewalls, que son routers y servi-dores que actúan como guardabarreras de la red analizando el tráficoque entra y sale de la red. La construcción de unas infraestructuras dered completamente redundantes, con pocos puntos únicos de fallo quepuedan provocar la caída de una red, puede reducir el impacto de estasamenazas.

La tolerancia a los fallos, la escalabilidad, la calidad de servicio y laseguridad son las bases para construir una red fiable y útil. Apren-derá más sobre esto y con más detalle en este libro y en el cursoonline, así como en cursos posteriores.

Tendencias del networking

La realización de unas predicciones precisas sobre un futuro lejanode la tecnología es una tarea compleja. Si echamos un vistazo a lastendencias actuales podemos apreciar unos desarrollos a corto plazoque ya asoman por el horizonte y la disponibilidad de nuevas opor-tunidades profesionales.


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¿Hacia dónde vamos?

La convergencia de los muchos medios de comunicación diferentesen una sola plataforma de red está alimentando el crecimiento expo-nencial de las capacidades de las redes. Tres tendencias principalesestán contribuyendo a la forma futura de las redes de informacióncomplejas:

� Incremento del número de usuarios móviles.

� Proliferación de dispositivos con capacidad de comunicaciónpor red.

� Expansión del rango de servicios.

Las siguientes secciones describen cada una de estas tendencias y suposible impacto.

Usuarios móviles

La tendencia del uso móvil está contribuyendo a que se produzcancambios en el lugar de trabajo habitual: se está pasando de unentorno en el que los trabajadores se desplazan hasta unas oficinasa otro en el que la oficina viaja con el trabajador. Cada vez son máslos trabajadores móviles que pueden utilizar dispositivos de bolsillo,como los teléfonos celulares, los portátiles y los asistentes digitalespersonales (PDA), que han evolucionado y han pasado de ser unosartículos de lujo a ser unas herramientas necesarias. El aumento delservicio inalámbrico en las áreas metropolitanas ha desvinculado alas personas de sus computadoras cableadas y les ha permitido tra-bajar lejos de sus escritorios.

Los trabajadores móviles y todos los que confiamos en los disposi-tivos portátiles requerimos una mayor conectividad móvil con lasredes de datos. Esta demanda ha creado un mercado de servicios ina-lámbricos que ofrece una flexibilidad, cobertura y seguridadmayores.

Dispositivos nuevos y más capaces

La computadora sólo es uno de los muchos dispositivos de las redesde información actuales. Una proliferación de nuevas tecnologías sebeneficia de los servicios de red disponibles.

Los hogares y las oficinas pequeñas tienen acceso a servicios comola tecnología inalámbrica y a un ancho de banda mayor que una vezsólo estaban disponibles para las oficinas corporativas y las institu-


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ciones educativas. Los teléfonos con capacidad web permiten a losusuarios acceder a aplicaciones de Internet y al correo electrónicoallí donde se encuentren.

Las funciones llevadas a cabo por los teléfonos celulares, las PDAs,los organizadores y los pagers están convergiendo en dispositivosportátiles individuales que gozan de una conectividad continua conlos proveedores de servicios y contenido. Estos dispositivos, ante-riormente calificados como “juguetes” o artículos de lujo, son ahoraparte integral de cómo nos comunicamos. Además de los dispositivosmóviles, tenemos dispositivos VoIP, sistemas de videojuegos y unamplio surtido de artilugios domésticos y para la oficina que sepueden conectar para usar servicios de red.

Mayor disponibilidad de servicios

La amplia aceptación de la tecnología y el gran ritmo de la innova-ción en los servicios a través de red crean una dependencia enespiral. A fin de satisfacer las demandas de los usuarios, se intro-ducen servicios nuevos y se mejoran los antiguos. A medida que losusuarios van confiando en estos servicios extendidos, solicitan cadavez más capacidades. Entonces, la red crece para dar soporte a estacreciente demanda. Las personas dependemos de los servicios pro-porcionados a través de la red y, por consiguiente, dependemos dela disponibilidad y la fiabilidad de la infraestructura de red subya-cente.

Estos usuarios altamente móviles y sus dispositivos cada vez máspotentes requieren servicios más complejos que sean fiables yseguros. A medida que el público tiene a su disposición herramientasy servicios mejorados, demanda también un aumento del ancho debanda.

Estos aumentos de la demanda apuntan a un crecimiento de las redesy de las nuevas oportunidades ligadas a ellos. El desafío de seguir elritmo de una red de usuarios y servicios siempre en expansión es res-ponsabilidad de profesionales de redes y de TI entrenados.

Oportunidades profesionales de networking

La implementación de nuevas tecnologías modifica continuamentelos campos de la tecnología de la información (TI). Los arqui-tectos de redes, los jefes de seguridad de la información y los


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especialistas en comercio electrónico se están combinando con losingenieros de software y los administradores de bases de datos enel mercado de TI.

A medida que la naturaleza de los campos que no son de TI, como laadministración hospitalaria y la educación, vaya siendo cada vez mástécnica, habrá una mayor necesidad de profesionales de TI con cono-cimientos en diversos campos como la medicina y la educación.


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Resumen

Las redes de datos juegan un papel creciente en cómo nos comuni-camos los seres humanos entre nosotros. Internet y las redes localestienen un impacto directo en la vida, el aprendizaje y el trabajo de laspersonas. El proceso de entregar mensajes a través de una red decomputadoras implica protocolos que definen acuerdos sobre cómoentregar el mensaje entre los dispositivos de usuario a través de unmedio. El tipo de medio y los dispositivos que se utilizan paraentregar el mensaje también están sujetos a los protocolos apro-piados.

Las redes de datos convergentes pueden proporcionar diferentestipos de servicios, incluyendo mensajes de texto, voz y vídeo entrelos usuarios finales. Las redes convergidas ofrecen a las empresas laoportunidad de reducir los costes y ofrecer a los usuarios unavariedad de servicios y contenido. Sin embargo, el diseño y la admi-nistración de las redes convergidas requieren experiencia y conoci-mientos amplios de networking si se entregan todos los servicioscomo se espera a los usuarios.

La arquitectura de una red debe ofrecer escalabilidad, tolerancia afallos, calidad de servicio y seguridad.

La QoS es un parte importante de la planificación de una red quepuede afectar a la productividad del usuario. La ordenación de losdatos de red puede ofrecer un equilibrio eficaz de los tipos de datosque fluyen a través de la red. La seguridad de la infraestructura dered y el contenido seguirán siendo un elemento esencial de una redexitosa, pues afecta directamente a la confianza del usuario.

Prácticas

Las prácticas de laboratorio del libro Guía de prácticas Aspectosbásicos de networking proporcionan actividades relacionadas conlos siguientes temas introducidos en este capítulo:

Actividad 1.1: uso de Google Earth para ver el Mundo(1.1.1.4)

Utilice las imágenes de satélite disponibles a través de Internet paraexplorar su mundo.

Actividad 1.2: identificación de las principales vulnerabili-dades de la seguridad (1.4.5.3)


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Una vez completada esta actividad, estará en condiciones de usar elsitio SANS para identificar rápidamente las amenazas a la seguridadde Internet y explicar cómo se organizan esas amenazas.

Práctica 1.1: uso de herramientas de colaboración: IRC y MI(1.6.1.1)

En esta práctica definirá Internet Relay Chat (IRC) y la Mensajeríainstantánea (IM). También enumerará varios abusos y problemas deseguridad de los datos en la MI.

Práctica 1.2: uso de herramientas de colaboración; wikis yWeb Logs (1.6.2.1)

En esta práctica definirá los términos wiki y blog. También tendráque explicar el propósito de un wiki y un blog y cómo se utilizanestas tecnologías en la colaboración.

Muchas de las prácticas incluyen actividades con Packet Tracer enlas que utilizará esta herramienta para completar una simulación dellaboratorio. Busque este icono en el libro Guía de prácticasAspectos básicos de networking para localizar las prácticas quetienen actividades relacionadas con Packet Tracer.

Repaso

Complete las preguntas de repaso de esta sección para comprobar sucompresión de los temas y conceptos tratados en este capítulo. En elApéndice se especifican las respuestas correctas.

1. ¿Qué forma de comunicación es un tipo de comunicación entiempo real y basada en texto entre dos o más personas que uti-lizan principalmente el texto para comunicarse?

A. Weblogs.

B. Wikis.

C. Mensajería instantánea.

D. Podcasting.

2. ¿Qué tipo de red proporciona a los clientes un acceso limitadoa los datos corporativos como el inventario, las listas de piezasy los pedidos?

A. Intranet.

B. Extranet.

C. Internetwork.

D. Internet.


Packet tracer Ejercicio

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3. _______________ son páginas web de colaboración creadas yeditadas por los usuarios.

4. ¿Qué prioriza el tráfico y sus características para administrarlos datos?

A. Administración de la red.

B. Tráfico de la red.

C. Estrategia QoS.

D. Evaluación de la red.

5. Las reglas que gobiernan el proceso de la comunicación porred se denominan ______________.

6. ¿Qué procesos de tráfico de red deben estar en su sitio para quelas estrategias de calidad de servicio funcionen correctamente?(Seleccione dos.)

A. El tráfico se clasifica basándose en los requisitos decalidad de servicio.

B. Se asignan prioridades a cada clasificación de datos deaplicación.

C. El tráfico web siempre se asigna a la cola de alta prioridadpara su procesamiento.

D. Las películas digitales siempre se asignan a la cola de altaprioridad para su procesamiento.

E. El tráfico de e-mail siempre se asigna a la cola de bajaprioridad.

7. Los cables de cobre y los cables de fibra óptica son dos tiposde _______________ de red.

8. Elija dos componentes de la arquitectura de red.

A. Las personas que comprenden la red humana.

B. El potencial de crecimiento integrado.

C. La transferencia de datos a través de la red.

D. Las tecnologías redundantes.

E. Las empresas que operan y mantienen la red de datos.

9. Los símbolos que representan gráficamente los dispositivos ylos medios de red se denominan ___________.

10. ¿Por qué tres razones se rechazaron las tecnologías de circuitosconmutados y orientadas a la conexión cuando se estaba desa-rrollando la Internet? (Seleccione tres.)


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A. Las tecnologías de circuitos conmutados requerían que unmensaje se dividiera en varios bloques de mensaje quecontenían información de direccionamiento.

B. Las primeras redes de circuitos conmutados no estable-cían automáticamente circuitos alternativos en caso deque se produjera un fallo de circuito.

C. Las tecnologías de circuitos conmutados requerían el esta-blecimiento de un circuito abierto entre los puntos finalesde la red aunque no se estuvieran transfiriendo datos acti-vamente entre ubicaciones.

D. La calidad y la consistencia de los mensajes transmitidosa través de una red orientada a la conexión y por circuitosconmutados no se puede garantizar.

E. El establecimiento de circuitos abiertos simultáneos parala tolerancia a fallos es costoso.

11. Seleccione las tres razones por las que se utilizó la tecnologíade comunicaciones de datos por conmutación de paquetes y sinconexión cuando se desarrolló Internet.

A. Puede adaptarse rápidamente a la pérdida de instalacionesde transmisión de datos.

B. Utiliza con eficacia l infraestructura de la red para trans-ferir datos.

C. Los paquetes de datos pueden viajar simultáneamente porvarias rutas a través de la red.

D. Permite facturar el uso de la red según la cantidad detiempo que una conexión esté establecida.

E. Requiere que se establezca un circuito de datos entre elorigen y el destino antes de que puedan transferirse losdatos.

12. Un _____________ es un dispositivo que ayuda a encaminarlos mensajes entre redes.

13. ¿Cuál es el papel que desempeña la QoS en una red conver-gida?

A. Garantiza la eliminación de todo el tráfico por encima delos niveles de ancho de banda disponibles.

B. Establece prioridades de entrega para los diferentes tiposde comunicación en una red.

C. Determina las prioridades precisas para todos los tipos decomunicación de red.


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D. Permite que el ancho de banda que no se utiliza sea com-partido por otras organizaciones dentro de la red.

14. ¿Qué término describe una plataforma común para los diversostipos de comunicación?

A. Escalabilidad.

B. Convergencia.

C. Tolerancia a fallos.

D. Calidad de servicio.

15. Los mensajes sin conexión se dividen en __________.

16. De lo siguiente, ¿qué está relacionad con la seguridad de lainfraestructura de la red?

A. Un competidor que accede a información sensible a travésde una red inalámbrica desprotegida.

B. Unos trabajadores que cortan un cable de red accidental-mente mientras realizan una excavación.

C. Un empleado contrariado que altera información en unabase de datos de clientes.

D. Una secretaria que envía información confidencial en unarespuesta a un e-mail falso que parece proceder de su jefe.

Preguntas y actividadesavanzadas

Estas preguntas requieren una aplicación más profunda de los con-ceptos cubiertos en este capítulo. Las respuestas las encontrará en elApéndice.

1. A un trabajador se le asigna trabajar en un proyecto con unempleado de otra ciudad. Durante las reuniones online, hayperiodos de comunicaciones de vídeo incompletas y de comu-nicaciones de voz distorsionadas. ¿Qué combinación de lassiguientes condiciones podría provocar estos problemas?

A. Una escalabilidad pobre en el diseño de la red.

B. Una mala seguridad, que permite que alguien descarguearchivos de música y vídeo en el trabajo.

C. La carencia de enlaces redundantes con el firewall.

D. Una QoS pobre.


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2. ¿Qué pareja de términos describe una comunicación de red enla que un banco tiene acceso exclusivo de 24 horas a un ATM?(Seleccione una opción.)

A. Sin conexión y conmutación de paquetes.

B. Conmutación de paquetes y orientado a la conexión.

C. Conmutación de circuitos y orientado a la conexión.

D. Conmutación de circuitos y sin conexión.

Busque este icono en el libro Guía de prácticas Aspectos básicosde networking si desea instrucciones de cómo afrontar las pre-guntas y actividades avanzadas de este capítulo.

Para aprender más

Si desea aprender más sobre los hechos memorables que han tenidolugar en la historia de las comunicaciones, lea sobre Claude Shannony su famoso ensayo, “A Mathematical Theory of Communication”.


Packet tracer Actividad

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asir unidad 01

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