El modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) tiene siete capas.
Este artículo las describe y explica sus funciones, empezando por la
más baja en la jerarquía (la física) y siguiendo hacia la más alta (la
aplicación). Las capas se apilan de esta forma:
Aplicación
Presentación
Sesión
Transporte
Red
Vínculo de datos
Física
CAPA FÍSICA
La capa física, la más baja del modelo OSI, se encarga de la
transmisión y recepción de una secuencia no estructurada de bits sin
procesar a través de un medio físico. Describe las interfaces
eléctrica/óptica, mecánica y funcional al medio físico, y lleva las
señales hacia el resto de capas superiores. Proporciona:
Codificación de datos: modifica el modelo de señal digital
sencillo (1 y 0) que utiliza el equipo para acomodar mejor las
características del medio físico y para ayudar a la sincronización entre
bits y trama. Determina:
Qué estado de la señal representa un binario 1
Como sabe la estación receptora cuándo empieza un "momento bit"
Cómo delimita la estación receptora una trama
Anexo al medio físico, con capacidad para varias posibilidades en el medio:
¿Se utilizará un transceptor externo (MAU) para conectar con el medio?
¿Cuántas patillas tienen los conectores y para qué se utiliza cada una de ellas?
Técnica
de la transmisión: determina si se van a transmitir los bits
codificados por señalización de banda base (digital) o de banda ancha
(analógica).
Transmisión de medio físico: transmite bits como señales eléctricas u ópticas adecuadas para el medio físico y determina:
Qué opciones de medios físicos pueden utilizarse
Cuántos voltios/db se deben utilizar para representar un estado de señal en particular mediante un medio físico determinado
CAPA DE VÍNCULO DE DATOS
La capa de vínculo de datos ofrece una transferencia sin errores de
tramas de datos desde un nodo a otro a través de la capa física,
permitiendo a las capas por encima asumir virtualmente la transmisión
sin errores a través del vínculo. Para ello, la capa de vínculo de datos
proporciona:
Establecimiento y finalización de vínculos: establece y finaliza el vínculo lógico entre dos nodos.
Control del tráfico de tramas: indica al nodo de transmisión
que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de trama disponible.
Secuenciación de tramas: transmite y recibe tramas secuencialmente.
Confirmación de trama: proporciona/espera confirmaciones de
trama. Detecta errores y se recupera de ellos cuando se producen en la
capa física mediante la retransmisión de tramas no confirmadas y el
control de la recepción de tramas duplicadas.
Delimitación de trama: crea y reconoce los límites de la trama.
Comprobación de errores de trama: comprueba la integridad de las tramas recibidas.
Administración de acceso al medio: determina si el nodo "tiene derecho" a utilizar el medio físico.
CAPA DE RED
La capa de red controla el funcionamiento de la subred, decidiendo qué
ruta de acceso física deberían tomar los datos en función de las
condiciones de la red, la prioridad de servicio y otros factores.
Proporciona:
Enrutamiento: enruta tramas entre redes.
Control de tráfico de subred: los enrutadores (sistemas
intermedios de capa de red) pueden indicar a una estación emisora que
"reduzca" su transmisión de tramas cuando el búfer del enrutador se
llene.
Fragmentación de trama: si determina que el tamaño de la unidad
de transmisión máxima (MTU) que sigue en el enrutador es inferior al
tamaño de la trama, un enrutador puede fragmentar una trama para la
transmisión y volver a ensamblarla en la estación de destino.
Asignación de direcciones lógico-físicas: traduce direcciones lógicas, o nombres, en direcciones físicas.
Cuentas de uso de subred: dispone de funciones de contabilidad
para realizar un seguimiento de las tramas reenviadas por sistemas
intermedios de subred con el fin de producir información de facturación.
Subred de comunicaciones
El software de capa de red debe generar encabezados para que el software
de capa de red que reside en los sistemas intermedios de subred pueda
reconocerlos y utilizarlos para enrutar datos a la dirección de destino.
Esta capa libera a las capas superiores de la necesidad de tener
conocimientos sobre la transmisión de datos y las tecnologías de
conmutación intermedias que se utilizan para conectar los sistemas de
conmutación. Establece, mantiene y finaliza las conexiones entre las
instalaciones de comunicación que intervienen (uno o varios sistemas
intermedios en la subred de comunicación).
En la capa de red y las capas inferiores, existen protocolos entre pares
entre un nodo y su vecino inmediato, pero es posible que el vecino sea
un nodo a través del cual se enrutan datos, no la estación de destino.
Las estaciones de origen y de destino pueden estar separadas por muchos
sistemas intermedios.
CAPA DE TRANSPORTE
La capa de transporte garantiza que los mensajes se entregan sin
errores, en secuencia y sin pérdidas o duplicaciones. Libera a los
protocolos de capas superiores de cualquier cuestión relacionada con la
transferencia de datos entre ellos y sus pares.
El tamaño y la complejidad de un protocolo de transporte depende del
tipo de servicio que pueda obtener de la capa de transporte. Para tener
una capa de transporte confiable con una capacidad de circuito virtual,
se requiere una mínima capa de transporte. Si la capa de red no es
confiable o solo admite datagramas, el protocolo de transporte debería
incluir detección y recuperación de errores extensivos.
La capa de transporte proporciona:
Segmentación de mensajes: acepta un mensaje de la capa (de
sesión) que tiene por encima, lo divide en unidades más pequeñas (si no
es aún lo suficientemente pequeño) y transmite las unidades más pequeñas
a la capa de red. La capa de transporte en la estación de destino
vuelve a ensamblar el mensaje.
Confirmación de mensaje: proporciona una entrega de mensajes confiable de extremo a extremo con confirmaciones.
Control del tráfico de mensajes: indica a la estación de
transmisión que "dé marcha atrás" cuando no haya ningún búfer de mensaje
disponible.
Multiplexación de sesión: multiplexa varias secuencias de
mensajes, o sesiones, en un vínculo lógico y realiza un seguimiento de
qué mensajes pertenecen a qué sesiones (consulte la capa de sesiones).
Normalmente, la capa de transporte puede aceptar mensajes relativamente
grandes, pero existen estrictas limitaciones de tamaño para los mensajes
impuestas por la capa de red (o inferior). Como consecuencia, la capa
de transporte debe dividir los mensajes en unidades más pequeñas, o
tramas, anteponiendo un encabezado a cada una de ellas.
Así pues, la información del encabezado de la capa de transporte debe
incluir información de control, como marcadores de inicio y fin de
mensajes, para permitir a la capa de transporte del otro extremo
reconocer los límites del mensaje. Además, si las capas inferiores no
mantienen la secuencia, el encabezado de transporte debe contener
información de secuencias para permitir a la capa de transporte en el
extremo receptor recolocar las piezas en el orden correcto antes de
enviar el mensaje recibido a la capa superior.
Capas de un extremo a otro
A diferencia de las capas inferiores de "subred" cuyo protocolo se
encuentra entre nodos inmediatamente adyacentes, la capa de transporte y
las capas superiores son verdaderas capas de "origen a destino" o de un
extremo a otro, y no les atañen los detalles de la instalación de
comunicaciones subyacente. El software de capa de transporte (y el
software superior) en la estación de origen lleva una conversación con
software similar en la estación de destino utilizando encabezados de
mensajes y mensajes de control.
CAPA DE SESIÓN
La capa de sesión permite el establecimiento de sesiones entre procesos que se ejecutan en diferentes estaciones. Proporciona:
Establecimiento, mantenimiento y finalización de
sesiones: permite que dos procesos de aplicación en diferentes equipos
establezcan, utilicen y finalicen una conexión, que se denomina sesión.
Soporte de sesión: realiza las funciones que permiten a estos
procesos comunicarse a través de una red, ejecutando la seguridad, el
reconocimiento de nombres, el registro, etc.
CAPA DE PRESENTACIÓN
La capa de presentación da formato a los datos que deberán presentarse
en la capa de aplicación. Se puede decir que es el traductor de la red.
Esta capa puede traducir datos de un formato utilizado por la capa de la
aplicación a un formato común en la estación emisora y, a continuación,
traducir el formato común a un formato conocido por la capa de la
aplicación en la estación receptora.
La capa de presentación proporciona:
Conversión de código de caracteres: por ejemplo, de ASCII a EBCDIC.
Conversión de datos: orden de bits, CR-CR/LF, punto flotante entre enteros, etc.
Compresión de datos: reduce el número de bits que es necesario transmitir en la red.
Cifrado de datos: cifra los datos por motivos de seguridad. Por ejemplo, cifrado de contraseñas.
CAPA DE APLICACIÓN
El nivel de aplicación actúa como ventana para los usuarios y los
procesos de aplicaciones para tener acceso a servicios de red. Esta capa
contiene varias funciones que se utilizan con frecuencia:
Uso compartido de recursos y redirección de dispositivos
Internet ha revolucionado la informática y las comunicaciones como
ninguna otra cosa. La invención del telégrafo, el teléfono, la radio y
el ordenador sentó las bases para esta integración de funcionalidades
sin precedentes. Internet es a la vez una herramienta de emisión
mundial, un mecanismo para diseminar información y un medio para la
colaboración y la interacción entre personas y sus ordenadores, sin
tener en cuenta su ubicación geográfica. Internet representa uno de los
ejemplos más exitosos de los beneficios de una inversión y un compromiso
continuos en el campo de la investigación y el desarrollo de la
infraestructura de la información. Desde las primeras investigaciones en
conmutación de paquetes, el Gobierno, la Industria y la Academia se han
asociado como artífices de la evolución e implementación de esta
apasionante nueva tecnología.
Esta es una historia breve, necesariamente somera e incompleta.
Actualmente existe mucho material sobre Internet, material que cubre su
historia, tecnología y uso. Un viaje a prácticamente cualquier librería
le permitirá encontrar estanterías llenas de material escrito sobre
Internet.
En este artículo,
varios de los que estuvimos involucrados en el desarrollo y evolución
de Internet compartimos nuestros puntos de vista sobre sus orígenes y su
historia. Esta historia se desarrolla a partir de cuatro aspectos
diferentes. Está la evolución tecnológica que empezó con las primeras
investigaciones sobre conmutación de paquetes y ARPANET (y tecnologías
relacionadas), donde las investigaciones actuales continúan ampliando el
horizonte de la infraestructura junto con varias dimensiones, como la
escala, el rendimiento y las funcionalidades de nivel superior. Está el
aspecto de operaciones y gestión de una infraestructura operativa global
y compleja. Está el aspecto social, que dio como resultado una amplia
comunidad de internautas trabajando juntos para crear y desarrollar la
tecnología. Y está el aspecto de la comercialización, que desembocó en
una transición extremadamente eficaz de los resultados de las
investigaciones a una estructura de información ampliamente implementada
y disponible.
Internet, como la conocemos hoy en día, es una infraestructura de
información muy difundida, el prototipo inicial de lo que se llama a
menudo la Infraestructura de Información Nacional (o Global, o
Galáctica). Su historia es compleja e implica muchos aspectos:
tecnológicos, organizativos y comunitarios. Y su influencia no solo
alcanza los campos técnicos de las comunicaciones informáticas, sino
también a toda la sociedad, ya que nos movemos hacia un uso mayor de las
herramientas en línea para el comercio electrónico, la obtención de
información y las operaciones comunitarias.
Orígenes de Internet
La primera descripción registrada de las interacciones sociales que se podían habilitar a través de la red fue una serie de memorandos
escritos por J.C.R. Licklider, del MIT, en agosto de 1962, en los que
describe su concepto de “Red galáctica”. Imaginó un conjunto de
ordenadores interconectados globalmente, a través de los que todo el
mundo podría acceder rápidamente a datos y programas desde cualquier
sitio. En espíritu, el concepto era muy similar a la Internet de hoy en
día. Licklider era el director del programa de investigación informática
de DARPA,
que comenzó en octubre de 1962. Mientras estaba en DARPA convenció a
sus sucesores en dicha agencia (Ivan Sutherland, Bob Taylor y Lawrence
G. Roberts, investigador del MIT), de la importancia de su concepto de
red.
Leonard Kleinrock, del MIT, publicó el primer documento sobre la teoría de conmutación de paquetes en julio de 1961 y el primer libro sobre el tema
en 1964 Kleinrock convenció a Roberts de la factibilidad teorética de
comunicarse usando paquetes en vez de circuitos, lo que fue un gran paso
en el viaje hacia las redes informáticas. El otro paso clave fue
conseguir que los ordenadores hablasen entre sí. Para explorar esta
idea, en 1965, trabajando con Thomas Merrill, Roberts conectó el
ordenador TX-2, en Massachusetts, con el Q-32, en California, mediante
una línea telefónica conmutada de baja velocidad, creando la primera (aunque pequeña) red de área amplia del mundo.
El resultado de este experimento fue la constatación de que los
ordenadores con tiempo compartido podían trabajar bien juntos,
ejecutando programas y recuperando datos según fuese necesario en el
equipo remoto, pero que el sistema telefónico de conmutación de
circuitos era totalmente inadecuado para esa tarea. Se confirmó la
convicción de Kleinrock de la necesidad de la conmutación de paquetes.
A finales de 1966, Roberts entró en DARPA para desarrollar el concepto de redes informáticas y rápidamente creó su plan para "ARPANET",
que publicó en 1967. En la conferencia en la que presentó el artículo
había otra ponencia sobre el concepto de redes de paquetes, que venía
del Reino Unido, de la mano de Donald Davies y Roger Scantlebury, del
NPL. Scantlebury le comentó a Roberts el trabajo del NPL y el de Paul
Baran y otras personas de RAND. El grupo RAND había escrito un artículo sobre redes de conmutación de paquetes para cifrar comunicaciones de voz
en el ejército en 1964. La labor del MIT (1961-1967), de RAND
(1962-1965) y del NPL (1964-1967) se había llevado a cabo en paralelo
sin que los investigadores conociesen el trabajo de los demás. Se adoptó
el término “paquete” del trabajo del NPL, y la velocidad de línea
propuesta en el diseño de ARPANET pasó de 2,4 kbps a 50 kbps.
En agosto de 1968, después de que Roberts y la comunidad financiada
por DARPA redefinieran la estructura general y las especificaciones de
ARPANET, DARPA publicó una solicitud de presupuesto para desarrollar uno
de los componentes clave, los conmutadores de paquetes llamados
procesadores de mensajes de interfaz (IMP). La solicitud de presupuesto
la ganó en diciembre de 1968 un grupo liderado por Frank Heart, de Bolt,
Beranek y Newman (BBN). Mientras el equipo de BNN trabajaba en los IMP
con Bob Kahn desempeñando un importante papel en el diseño
arquitectónico general de ARPANET, Roberts, junto con Howard Frank y su
equipo de Network Analysis Corporation, diseñaron la topología y la
economía de la red. El sistema de medición de la red lo preparó el
equipo de Kleinrock en UCLA.
Debido al temprano desarrollo de Kleinrock de la teoría de
conmutación de paquetes y a su trabajo en el análisis, el diseño y la
medición, su Network Measurement Center de UCLA fue seleccionado como el
primer nodo de ARPANET. Se recogió el fruto de estos esfuerzos en
septiembre de 1969, cuando BBN instaló el primer IMP en UCLA y se
conectó el primer host. El proyecto de Doug Engelbart, “Augmentation of
Human Intellect” (aumento del intelecto humano, que incluía NLS, un
antecedente del sistema de hipertexto), en el Standford Research
Institute (SRI), fue el segundo nodo. El SRI estaba detrás del Network
Information Center, liderado por Elizabeth (Jake) Feinler, que incluía
funciones como mantenimiento de tablas de nombres de host para asignar
direcciones, así como de un directorio de RFC.
Un mes más tarde, cuando el SRI se conectó a ARPANET, se envió el
primer mensaje de host a host desde el laboratorio de Kleinrock hasta el
SRI. Se añadieron dos nodos más, en la Universidad de California en
Santa Bárbara y en la Universidad de Utah. Estos dos últimos nodos
incorporaron proyectos de visualización de aplicaciones, con Glen Culler
y Burton Fried, de la Universidad de California en Santa Bárbara,
investigando métodos para mostrar funciones matemáticas usando pantallas
de almacenamiento para resolver el problema de la actualización en la
red, y Robert Taylor e Ivan Sutherland, de Utah, investigando métodos de
representación 3D en la red. De esta manera, a finales de 1969, había
cuatro hosts conectados en la ARPANET inicial, e Internet iniciaba su
trayectoria. Incluso en esta primera etapa, conviene destacar que la
investigación sobre redes incorporaba trabajo sobre la red subyacente y
trabajo sobre cómo usar la red. Esta tradición continúa hoy en día.
En los siguientes años, se añadieron rápidamente ordenadores a
ARPANET, y se siguió trabajando para conseguir un protocolo de host a
host funcionalmente completo y otro software de red. En diciembre de
1970, el Network Working Group (NWG), bajo el liderazgo de S. Crocker,
terminó el protocolo de host a host inicial de ARPANET, llamado Network
Control Protocol (NCP). Cuando los sitios de ARPANET terminaron de
implementar NCP, en el periodo de 1971 a 1972, los usuarios de la red
pudieron, por fin, comenzar a desarrollar aplicaciones.
En octubre de 1972, Kahn organizó una gran demostración de ARPANET,
que tuvo mucho éxito, en la International Computer Communication
Conference (ICCC). Fue la primera demostración pública de esta nueva
tecnología de redes. En 1972 también se introdujo la aplicación “hot”
inicial, el correo electrónico. En marzo, Ray Tomlinson, de BBN,
escribió el software básico de envío y lectura de mensajes de correo
electrónico, motivado por la necesidad de los desarrolladores de ARPANET
de un mecanismo sencillo de coordinación. En julio, Roberts amplió su
utilidad escribiendo la primera utilidad de correo electrónico para
hacer listas de mensajes, leerlos selectivamente, archivarlos,
reenviarlos y responder a los mismos. A partir de ese momento, el correo
electrónico se convirtió en la aplicación de red más importante durante
más de una década. Esto presagió el tipo de actividad que vemos hoy en
día en la World Wide Web, es decir, un crecimiento enorme de todo tipo
de tráfico “de persona a persona”.
Los primeros conceptos de Internet
La ARPANET original se convirtió en Internet. Internet se basó en la
idea de que habría múltiples redes independientes con un diseño bastante
arbitrario, empezando por ARPANET como red pionera de conmutación de
paquetes, pero que pronto incluiría redes de paquetes satélite, redes
terrestres de radiopaquetes y otras redes. Internet tal y como la
conocemos hoy en día plasma una idea técnica subyacente fundamental, que
es la de red de arquitectura abierta. En este enfoque, la selección de
una tecnología de redes no la dictaba una arquitectura particular de
redes, sino que la podía elegir libremente un proveedor y hacerla
trabajar con las demás redes a través de una “metaarquitectura de
interredes”. Hasta ese momento solo había un método general para federar
redes. Era el método tradicional de conmutación de circuitos, en el que
las redes se interconectaban a nivel de circuito, pasando bits
individuales de forma síncrona a través de una parte de un circuito
completo entre un par de ubicaciones finales. Recordemos que Kleinrock
había demostrado en 1961 que la conmutación de paquetes era un método de
conmutación más eficiente. Además de la conmutación de paquetes, las
interconexiones entre redes con fines especiales eran otra posibilidad.
Aunque había otras maneras limitadas de interconectar redes diferentes,
era necesario usar una como componente de la otra, y la primera no
actuaba como par de la segunda ofreciendo servicios de extremo a
extremo.
En una red de arquitectura abierta, las redes individuales se pueden
diseñar y desarrollar por separado, cada una con su propia interfaz
única, que puede ofrecerse a usuarios y otros proveedores, incluyendo
otros proveedores de Internet. Se puede diseñar cada red según el
entorno específico y los requisitos de los usuarios de esa red. En
general, no existen restricciones sobre el tipo de redes que se pueden
incluir o sobre su alcance geográfico, aunque ciertas consideraciones
pragmáticas dictaminan lo que tiene sentido ofrecer.
La idea de las redes de arquitectura abierta la introdujo por primera
vez Kahn, poco después de llegar a DARPA, en 1972. Su labor era
originalmente parte del programa de radiopaquetes, pero posteriormente
se convirtió en un programa independiente por derecho propio. En aquel
momento, el programa se llamó “Internetting”. La clave para que el
sistema de radiopaquetes funcionase era un protocolo de extremo a
extremo fiable que pudiera mantener una comunicación efectiva frente a
bloqueos y otras interferencias de radio, o soportar cortes
intermitentes como los causados cuando se entra en un túnel o el terreno
bloquea la señal. Kahn, al principio, se planteó desarrollar un
protocolo solo para la red de radiopaquetes, ya que así evitaría tratar
con una multitud de diferentes sistemas operativos, y seguir usando NCP.
Sin embargo, NCP no tenía la capacidad de dirigirse a redes (ni a
máquinas) que estuvieran más allá de un IMP de destino de ARPANET, de
modo que también hacía falta algún cambio en NCP. (Se asumía que ARPANET
no se podía cambiar en este sentido). NCP dependía de ARPANET para
ofrecer fiabilidad de extremo a extremo. Si se perdía algún paquete, el
protocolo (y probablemente las aplicaciones a las que este daba soporte)
se pararía de repente. En este modelo, NCP no tenía control de errores
de host de extremo a extremo, ya que ARPANET sería la única red, y tan
fiable que no haría falta un control de errores por parte de los hosts.
Así pues, Kahn decidió desarrollar una nueva versión del protocolo que
podría cubrir las necesidades de un entorno de redes de arquitectura
abierta. Este protocolo se llamaría más adelante Protocolo de Control de
Transmisión/Protocolo de Internet (TCP/IP). Mientras que NCP tendía a
actuar como un controlador de dispositivo, el nuevo protocolo se
parecería más a un protocolo de comunicaciones.
Cuatro reglas básicas fueron fundamentales en la primera concepción de Kahn:
Cada red diferente debería mantenerse por sí misma, y no debía ser
necesario cambio interno alguno para que esas redes se conectasen a
Internet.
La comunicación se haría en base al mejor esfuerzo. Si un paquete no
llegaba a su destino final, se retransmitía poco después desde el
origen.
Se usarían cajas negras para conectar las redes; más adelante, estas
cajas negras se llamarían puertas de enlace y enrutadores. Las puertas
de enlace no guardarían información acerca de los flujos individuales de
paquetes que pasaban por las mismas, manteniendo su sencillez y
evitando la complicación de la adaptación y la recuperación a partir de
varios modos de error.
No habría control global a nivel operativo.
Otros problemas clave que había que resolver eran:
Algoritmos para evitar que los paquetes perdidos impidiesen
permanentemente las comunicaciones y permitir que dichos paquetes se
retransmitiesen correctamente desde el origen.
Ofrecer “segmentación” de host a host para que se pudiesen enviar
múltiples paquetes desde el origen hasta el destino, según el criterio
de los hosts, si las redes intermedias lo permitían.
Funciones de puerta de enlace para poder reenviar paquetes de manera
adecuada. Esto incluía interpretar encabezados IP para enrutar, manejar
interfaces, dividir paquetes en partes más pequeñas si era necesario,
etc.
La necesidad de sumas de verificación de extremo a extremo,
reensamblaje de paquetes a partir de fragmentos y detección de
duplicados.
La necesidad de un abordaje global
Técnicas para el control del flujo de host a host.
Interfaces con los diferentes sistemas operativos
Había además otras preocupaciones, como la eficacia en la
implementación y el rendimiento de las redes, pero estas, en principio,
eran consideraciones secundarias.
Kahn comenzó a trabajar en un conjunto orientado a las
comunicaciones de principios para sistemas operativos en BBN y documentó
algunas de sus ideas iniciales en un memorándum interno de BBN titulado
"Principios de comunicación para sistemas operativos".
En este momento, se dio cuenta de que sería necesario conocer los
detalles de implementación de cada sistema operativo para tener la
oportunidad de integrar cualquier protocolo nuevo de una forma eficaz.
Así pues, en la primavera de 1973, tras comenzar el trabajo de lo que
sería Internet, pidió a Vint Cerf (que entonces estaba en Stanford) que
colaborase con él en el diseño detallado del protocolo. Cerf había
estado involucrado de lleno en el diseño y desarrollo original de NCP, y
ya tenía conocimiento sobre las interfaces de los sistemas operativos
existentes. Así que, armados con el enfoque arquitectónico de Kahn para
la parte de comunicaciones y con la experiencia de Cerf en NCP, se
unieron para crear lo que se convertiría en TCP/IP.
Su colaboración fue muy productiva, y la primera versión escrita
del enfoque resultante se distribuyó en una reunión especial del
International Network Working Group (INWG), que se había creado en una
conferencia de la Universidad de Sussex en septiembre de 1973. Se había
invitado a Cerf a presidir ese grupo, y aprovechó la ocasión para
celebrar una reunión con los miembros del INWG que eran numerosos en la
Conferencia de Sussex.
Emergieron algunos enfoques básicos de esta colaboración entre Kahn y Cerf:
La comunicación entre dos procesos consistiría lógicamente en una
secuencia larguísima de bytes (los llamaron octetos). Se usaría la
posición de un octeto en la secuencia para identificarlo.
El control de flujo se haría usando ventanas deslizantes y
confirmaciones (acks). El destino podría decidir cuándo confirmar, y
cada ack devuelta se acumularía para todos los paquetes recibidos hasta
ese momento.
No se concretó la manera exacta en la que el origen y el destino
acordarían los parámetros de división de particiones que se usaría. Al
principio se usaban los valores predeterminados.
Aunque en ese momento se estaba desarrollando Ethernet en Xerox PARC,
la proliferación de LAN no se imaginaba entonces, y mucho menos la de
los ordenadores personales y las estaciones de trabajo. El modelo
original era de redes nacionales como ARPANET, y se esperaba que
existiese un pequeño número de las mismas. Así pues, se usó una
dirección IP de 32 bits, en la que los primeros 8 bits indicaban la red y
los 24 bits restantes designaban el host de esa red. Fue evidente que
habría que reconsiderar esta suposición, la de que sería suficiente con
256 redes en el futuro inmediato, cuando empezaron a aparecer las LAN a
finales de los años 70.
El artículo original de Cerf y Kahn sobre Internet describía un
protocolo, llamado TCP, que ofrecía todos los servicios de transporte y
reenvío de Internet. La intención de Kahn era que el protocolo TCP
soportase una serie de servicios de transporte, desde la entrega
secuenciada totalmente fiable de datos (modelo de circuito virtual)
hasta un servicio de datagrama, en el que la aplicación hacía un uso
directo del servicio de red subyacente, lo que podía implicar la
pérdida, la corrupción y la reordenación de paquetes. Sin embargo, el
primer intento de implementar TCP produjo una versión que solo permitía
circuitos virtuales. Este modelo funcionó bien para aplicaciones de
inicio de sesión remoto y transferencia de archivos, pero algunos de los
primeros trabajos en aplicaciones de red avanzadas, en particular la
voz por paquetes de los años 70, dejaron claro que en algunos casos la
pérdida de paquetes no podía ser corregida por TCP, y la aplicación
debería encargarse de ella. Esto llevó a reorganizar el TCP original en
dos protocolos, el IP simple, que solo dirigía y reenviaba paquetes
individuales, y el TCP por separado, que se ocupaba de funciones del
servicio como el control de flujos y la recuperación de paquetes
perdidos. Para las aplicaciones que no querían los servicios de TCP, se
añadió una alternativa llamada Protocolo de datagramas de usuario (UDP)
para ofrecer acceso directo a los servicios básicos de IP.
Una de las principales motivaciones iniciales de ARPANET e Internet
era compartir recursos, por ejemplo, permitir a los usuarios de las
redes de radiopaquetes acceder a sistemas de tiempo compartido
conectados a ARPANET. Conectar ambos era mucho más económico que
duplicar estos ordenadores tan caros. Sin embargo, aunque la
transferencia de archivos y el inicio de sesión remoto (Telnet) eran
aplicaciones muy importantes, el correo electrónico ha sido,
probablemente, la innovación de aquella época con mayor impacto. El
correo electrónico ofreció un nuevo modelo de comunicación entre las
personas, y cambió la naturaleza de la colaboración, primero en la
creación de la propia Internet (como se comenta a continuación) y
después para gran parte de la sociedad.
Se propusieron otras aplicaciones en los primeros tiempos de
Internet, incluyendo la comunicación de voz basada en paquetes (el
precursor de la telefonía por Internet), varios modelos para compartir
archivos y discos y los primeros programas “gusano” que mostraron el
concepto de agentes (y, por supuesto, virus). Un concepto clave de
Internet es que no se había diseñado solo para una aplicación, sino como
una infraestructura general en la que se podían concebir nuevas
aplicaciones, como se ilustró más adelante con la aparición de la World
Wide Web. Es la naturaleza generalista del servicio que ofrecen TCP e IP
la que lo hace posible.
Demostrando las ideas
DARPA firmó tres contratos con Stanford (Cerf), BBN (Ray Tomlinson) y
UCL (Peter Kirstein) para implementar TCP/IP (en el artículo de Cerf y
Kahn se llamaba simplemente TCP, pero contenía ambos componentes). El
equipo de Stanford, liderado por Cerf, produjo la especificación
detallada y, en un año aproximadamente, se realizaron tres
implementaciones independientes de TCP que podían interoperar.
Este fue el principio de una experimentación y desarrollo a largo
plazo para perfeccionar y madurar los conceptos y la tecnología de
Internet. Empezando con las tres primeras redes (ARPANET, red de
radiopaquetes y red satélite de paquetes) y sus primeras comunidades de
investigación, el entorno experimental incorpora ya prácticamente
cualquier forma de red y una comunidad de investigación y desarrollo con
una base muy amplia. [REK78] Con cada expansión se han presentado nuevos desafíos.
Las primeras implementaciones de TCP se hicieron con grandes sistemas
de tiempo compartido como Tenex y TOPS 20. Cuando aparecieron los
ordenadores de sobremesa por primera vez, algunos pensaron que TCP era
demasiado grande y complejo para ejecutarse en un ordenador personal.
David Clark y su grupo de investigación del MIT se propusieron demostrar
que se podía hacer una implementación compacta y sencilla de TCP.
Produjeron una implementación, primero para el Xerox Alto (la primera
estación de trabajo personal desarrollada por Xerox PARC) y después para
el IBM PC. La implementación era completamente interoperable con otros
TCP, pero se adaptó al conjunto de aplicaciones y los objetivos de
rendimiento de los ordenadores personales, y demostró que las estaciones
de trabajo, además de grandes sistemas de tiempo compartido, podían ser
parte de Internet. En 1976, Kleinrock publicó el primer libro sobre ARPANET.
Destacaba la complejidad de los protocolos y las dificultades que a
menudo introducían. Este libro fue influyente a la hora de difundir el
conocimiento sobre las redes de conmutación de paquetes entre una
comunidad muy amplia.
El amplio desarrollo de LAN, PC y estaciones de trabajo en los años
80 permitió florecer a la incipiente Internet. La tecnología de
Ethernet, desarrollada por Bob Metacalfe en Xerox PARC en 1973, es ahora
probablemente la tecnología de redes dominante en Internet, y los PC y
las estaciones de trabajo son los ordenadores dominantes. Este cambio
entre tener unas cuantas redes con un número modesto de hosts de tiempo
compartido (el modelo original de ARPANET) y tener muchas redes ha
originado una serie de conceptos nuevos y cambios en la tecnología
subyacente. Primero, tuvo como resultado la definición de tres clases de
redes (A, B y C) para acomodar todas las redes. La clase A representaba
las grandes redes a escala nacional (un pequeño número de redes con
gran número de hosts); la clase B representaba las redes a escala
regional, y la clase C representaba las redes de área local (un gran
número de redes con relativamente pocos hosts).
Hubo un gran cambio como resultado del aumento de la escala de
Internet y sus problemas de gestión asociados. Para que la gente
encontrase fácil el uso de la red, se asignaron nombres a los hosts, de
modo que no era necesario recordar las direcciones numéricas.
Originalmente, había un número bastante limitado de hosts, de modo que
era factible mantener una sola tabla con todos los hosts y sus nombres y
direcciones asociados. El cambio de tener un gran número de redes
gestionadas de manera independiente (por ejemplo, LAN) significaba que
tener una sola tabla de hosts ya no era factible, y Paul Mockapetris, de
USC/ISI, inventó el sistema de nombres de dominio (DNS). El DNS
permitía un mecanismo escalable distribuido para resolver nombres de
hosts jerárquicos (por ejemplo, www.acm.org) en una dirección de Internet.
El aumento de tamaño de Internet también desafiaba las capacidades de
los enrutadores. Originalmente, existía un solo algoritmo distribuido
para enrutar que se implementaba de manera uniforme en todos los
enrutadores de Internet. Cuando aumentó tanto el número de redes en
Internet, su diseño inicial no se pudo ampliar lo suficiente, de modo
que se reemplazó por un modelo de enrutamiento jerárquico, con un
Protocolo de puerta de enlace interna (IGP) que se usaba dentro de cada
región de Internet, y un Protocolo de puerta de enlace externa (EGP) que
se usaba para unir las regiones. Este diseño permitió que las
diferentes regiones usasen un IGP diferente, de modo que se podían
cumplir diferentes requisitos de coste, velocidad de reconfiguración,
robustez y escala. No solo el algoritmo de enrutamiento, sino también el
tamaño de las tablas de direccionamiento suponía un reto para la
capacidad de los enrutadores. Nuevos enfoques para la agregación de
direcciones, en particular el enrutamiento entre dominios sin clases
(CIDR), se han introducido recientemente para controlar el tamaño de las
tablas de los enrutadores.
Conforme evolucionó Internet, uno de los principales desafíos fue
cómo propagar los cambios al software, en particular al software de
host. DARPA apoyó a UC Berkeley para investigar modificaciones del
sistema operativo Unix, incluyendo la incorporación de TCP/IP,
desarrollado en BBN. A pesar de que Berkeley reescribió después el
código de BBN para que encajase de una forma más eficiente en el sistema
y kernel de Unix, la incorporación de TCP/IP en el sistema Unix BSD
demostró ser un elemento fundamental para la difusión de los protocolos
entre la comunidad investigadora. Gran parte de la comunidad
investigadora informática empezó a usar Unix BSD en su entorno
informático diario. Echando la vista atrás, vemos que la estrategia de
incorporar protocolos de Internet en un sistema operativo compatible
para la comunidad investigadora fue uno de los elementos clave para el
éxito de Internet.
Uno de los retos más interesantes fue la transición del protocolo de
host de ARPANET de NCP a TCP/IP el 1 de enero de 1983. Fue una
transición “histórica”, que exigió que todos los hosts se convirtiesen
simultáneamente para no tener que comunicarse a través de mecanismos
especiales. Esta transición se planificó cuidadosamente en la comunidad
durante años antes de llevarse a cabo realmente, y fue sorprendentemente
bien (pero dio como resultado que se distribuyeran chapas con las
palabras “Yo sobreviví a la transición a TCP/IP”).
TCP/IP se había adoptado como estándar en Defensa tres años antes, en
1980. Esto permitió a Defensa empezar a compartir en la base de
tecnología de Internet de DARPA, y llevó directamente a la división de
las comunidades militar y no militar. En 1983, ARPANET la usaba un
número significativo de organizaciones operativas y de I+D de Defensa.
La transición de ARPANET de NCP a TCP/IP le permitió dividirse en
MILNET, que cumplía requisitos operativos, y ARPANET, que cubría las
necesidades de investigación.
Así pues, para 1985 Internet ya estaba bien establecida como
tecnología que daba cobertura a una amplia comunidad de investigadores y
desarrolladores, y empezaba a ser usada por otras comunidades para
comunicaciones informáticas diarias. El correo electrónico se usaba
ampliamente entre varias comunidades, a menudo con diferentes sistemas,
pero la interconexión entre diferentes sistemas de correo demostraba lo
útil que era una amplia comunicación electrónica entre la gente.
Transición a una infraestructura muy difundida
A la vez que la tecnología de Internet se estaba validando
experimentalmente y usando ampliamente entre un subconjunto de
investigadores informáticos, se estaban buscando otras redes y
tecnologías de red. La utilidad de las redes de ordenadores (en especial
en lo que se refiere al correo electrónico) demostrada por DARPA y las
personas al servicio del Ministerio de Defensa en ARPANET, no pasó
desapercibida para otras comunidades y disciplinas, de modo que a
mediados de los años 70 habían empezado a aparecer redes de ordenadores
donde lo permitía la financiación disponible. El Ministerio de Energía
(DoE) de EE.UU. creó MFENet para sus investigadores en energía de fusión
magnética, y los físicos de altas energías del DoE respondieron creando
HEPNet. Los físicos espaciales de la NASA fueron los siguientes, con
SPAN, y Rick Adrion, David Farber y Larry Landweber crearon CSNET para
la comunidad informática (académica e industrial) con una beca inicial
de la National Science Foundation (NSF) de EE.UU. La amplia difusión por
parte de AT&T del sistema operativo UNIX creó USENET, basado en los
protocolos de comunicaciones UUCP integrados en UNIX, y en 1981 Ira
Fuchs y Greydon Freeman crearon BITNET, que conectaba mainframes de la
universidad en un paradigma de “correo electrónico como imágenes de
tarjetas”.
Con la excepción de BITNET y USENET, estas primeras redes (incluyendo
ARPANET) se crearon con un objetivo, es decir, estaban dirigidas, y muy
restringidas, a comunidades cerradas de eruditos; por lo tanto, había
poca presión para que las redes individuales fuesen compatibles y, de
hecho, la mayoría no lo eran. Además, empezaron a emprenderse
tecnologías alternativas en el sector comercial, incluyendo XNS de
Xerox, DECNet y SNA de IBM.8
El programa británico JANET (1984) y el estadounidense NSFNET (1985)
anunciaron explícitamente que tenían la intención de dar servicio a toda
la comunidad de la educación superior, sin importar la disciplina. De
hecho, una condición para que una universidad estadounidense recibiera
financiación de la NSF para contar con una conexión a Internet era: "...
la conexión debe estar disponible para TODOS los usuarios cualificados
del campus”.
En 1985, Dennis Jennings llegó desde Irlanda para pasar un año en la
NSF, liderando el programa NSFNET. Trabajó con la comunidad para ayudar a
la NSF a tomar una decisión muy importante: que TCP/IP fuese
obligatorio para el programa NSFNET. Cuando Steve Wolff asumió la
responsabilidad del programa NSFNET en 1986, reconoció la necesidad de
una infraestructura de red de área amplia para dar cobertura a toda la
comunidad académica e investigadora, además de la necesidad de
desarrollar una estrategia para establecer esa infraestructura de manera
que, en último término, fuese independiente de la financiación federal
directa. Se adoptaron políticas y estrategias (ver a continuación) para
conseguir ese fin.
La NSF también eligió respaldar la infraestructura organizativa de
Internet que existía en DARPA, organizada jerárquicamente a las órdenes
de la (entonces) Internet Activities Board (IAB). La declaración pública
de esta elección fue realizada conjuntamente por las Internet
Engineering and Architecture Task Forces de la IAB y el Network
Technical Advisory Group of RFC 985 (Requirements for Internet Gateways )
de la NSF, que aseguraron formalmente la interoperabilidad entre la
Internet de DARPA y la de la NSF.
Además de seleccionar TCP/IP para el programa NSFNET, las agencias
federales tomaron e implementaron otras decisiones políticas que
formaron la Internet de hoy en día.
Las agencias federales compartieron el coste de una infraestructura
común, como los circuitos transoceánicos. También se encargaron
conjuntamente de los “puntos gestionados de interconexión” para el
tráfico entre agencias; los Federal Internet Exchanges (FIX-E y FIX-W)
creados con este fin sirvieron como modelos para los puntos de acceso a
la red y las instalaciones “*IX”, que son características fundamentales
de la arquitectura actual de Internet.
Para coordinar esta distribución, se formó el Federal Networking Council 9.
El FNC también cooperaba con otras organizaciones internacionales, como
RARE en Europa, a través del Coordinating Committee on Intercontinental
Research Networking (CCIRN), para coordinar la cobertura en Internet de
la comunidad investigadora de todo el mundo.
Esta forma de compartir y cooperar entre agencias en temas
relacionados con Internet tenía una larga historia. Un acuerdo sin
precedentes que se produjo en 1981 entre Farber, en nombre de CSNET y la
NSF, y Kahn, en nombre de DARPA, permitió que el tráfico de CSNET
compartiese la infraestructura de ARPANET basándose en estadísticas y
sin cifras previas.
Después, y de manera similar, la NSF alentó a sus redes regionales
(inicialmente académicas) de NSFNET a buscar clientes comerciales, no
académicos, a ampliar sus instalaciones para darles servicios y a
utilizar el dinero resultante para reducir los costes de abono a todo el
mundo.
En la red troncal de NSFET (el segmento a escala nacional de NSFET),
la NSF impuso una “Directiva de uso aceptable” (AUP) que prohibía el uso
de la red troncal para fines “ajenos a la investigación y la
educación”. El resultado predecible (y buscado) de alentar el tráfico de
redes comerciales a nivel local y regional, mientras se negaba el
acceso al transporte a escala nacional, era estimular la aparición y
crecimiento de redes “privadas”, competitivas y de largo alcance, como
PSI, UUNET, ANS CO+RE y (más adelante) otras. Este proceso de aumento
financiado por empresas privadas para usos comerciales fue muy criticado
desde 1988 en una serie de conferencias iniciadas por la NSF en la
Escuela de Gobierno Kennedy de Harvard acerca de “La comercialización y
privatización de Internet”, y en la propia lista de la red “com-priv”.
En 1988, un comité del Consejo Nacional de Investigaciones, presidido
por Kleinrock y con Kahn y Clark como miembros, presentó un informe
encargado por la NSF titulado “Hacia una red de investigación nacional”.
Este informe influyó en el entonces senador Al Gore, y marcó el
comienzo de las redes de alta velocidad que fueron la base de la futura
autopista de la información.
En 1994, se publicó un informe del Consejo Nacional de
Investigaciones, presidido de nuevo por Kleinrock (y con Kahn y Clark
como miembros una vez más), titulado “Haciendo realidad el futuro de la
información: Internet y después”. Este informe, encargado por la NSF,
fue el documento en el que se articuló el programa para la evolución de
la autopista de la información, y que ha tenido un efecto duradero en la
manera en que se concibe su evolución. Anticipó los problemas
fundamentales de derechos de propiedad intelectual, ética, precios,
educación, arquitectura y regulación de Internet.
La política de privatización de la NSF culminó en abril de 1995, con
la eliminación de la financiación de la red troncal de NSFNET. Los
fondos así recuperados se redistribuyeron (competitivamente) entre redes
regionales para adquirir conectividad a Internet a escala nacional de
las entonces numerosas redes privadas de largo alcance.
La red troncal había hecho la transición de una red construida a
partir de enrutadores de la comunidad investigadora (los enrutadores
“Fuzzball” de David Mills) a los equipos comerciales. En su vida de 8
años y medio, la red troncal había pasado de seis nodos con enlaces a 56
kbps a 21 nodos con múltiples enlaces a 45 Mbps. Había visto cómo
Internet pasaba a tener más de 50.000 redes en los siete continentes y
el espacio exterior, con aproximadamente 29.000 redes en Estados Unidos.
Tal era el peso del ecumenismo y la financiación del programa NSFNET
(200.000 millones de dólares desde 1986 hasta 1995) (y de la calidad de
los propios protocolos), que en 1990, cuando finalmente se retiró del
servicio ARPANET, TCP/IP había suplantado o marginado a la mayoría de los demás
protocolos de red de área amplia, e IP se estaba convirtiendo a pasos
agigantados en EL servicio portador de la infraestructura global de
información.
El papel de la documentación
Una clave para el rápido crecimiento de Internet ha sido el acceso
abierto y gratuito a los documentos básicos, en especial las
especificaciones de los protocolos.
Los principios de ARPANET e Internet en la comunidad investigadora
universitaria promovieron la tradición académica de publicar ideas y
resultados de forma abierta. Sin embargo, el ciclo normal de las
publicaciones académicas tradicionales era demasiado formal y demasiado
lento para el intercambio dinámico de ideas esencial para la creación de
redes.
En 1969, S. Crocker (en UCLA en aquel momento) dio un paso esencial al establecer las series de notas Petición de comentarios
(o RFC). La idea de estos memorandos era que fuesen una forma de
distribución informal y rápida para compartir ideas con otros
investigadores de la red. Al principio, las RFC se imprimían en papel y
se distribuían a través del correo ordinario. Cuando se empezó a usar el
Protocolo de Transferencia de Archivos (FTP), las RFC se preparaban
como archivos en línea y se accedía a ellas a través de FTP. Hoy en día,
por supuesto, se accede a las RFC fácilmente a través de la World Wide
Web en numerosos sitios de todo el mundo. El SRI, en su papel de Centro
de Información de Redes, mantenía los directorios en línea. Jon Postel
fue editor de RFC además de gestionar la administración centralizada de
las asignaciones necesarias de números de protocolo, trabajos que
ejerció hasta su muerte, el 16 de octubre de 1998.
El efecto de las RFC fue crear un bucle de comentarios positivos, en
el que las ideas y propuestas presentadas en una RFC desencadenaban otra
RFC con ideas adicionales, y así sucesivamente. Cuando se conseguía un
consenso (o al menos un conjunto coherente de ideas), se preparaba un
documento de especificaciones. Después, varios equipos de investigación
usaban esas especificaciones como base para las implementaciones.
Con el tiempo, las RFC se han ido centrando más en los estándares de
los protocolos (las especificaciones “oficiales”), aunque siguen
existiendo RFC informativas que describen enfoques alternativos, u
ofrecen información sobre los antecedentes de los protocolos y los
problemas de ingeniería. Hoy en día, las RFC se conciben como
“documentos oficiales” en la comunidad de ingeniería y estándares de
Internet.
El acceso abierto a las RFC (gratuito, si tiene cualquier tipo de
conexión a Internet) promueve el crecimiento de Internet porque permite
usar las especificaciones reales como ejemplos en clases y entre los
emprendedores que desarrollan nuevos sistemas.
El correo electrónico ha sido un factor significativo en todas las
áreas de Internet, y eso es especialmente cierto en el desarrollo de
especificaciones de protocolos y estándares técnicos y en la ingeniería
de Internet. Las primeras RFC solían presentar un conjunto de idas
desarrolladas por un determinado grupo de investigadores, ubicado en un
punto concreto, que las presentaban al resto de la comunidad. Cuando se
empezó a usar el correo electrónico, el patrón de autoría cambió: las
RFC eran presentadas por varios autores con una visión común,
independientemente de su ubicación.
El uso de listas de correo electrónico especializadas se ha usado
desde hace tiempo en el desarrollo de especificaciones de protocolos, y
sigue siendo una herramienta importante. Ahora la IETF consta de más de
75 grupos de trabajo, cada uno trabajando en un aspecto diferente de la
ingeniería de Internet. Cada uno de esos grupos de trabajo tiene una
lista de correo electrónico para discutir uno o más borradores en vías
de desarrollo. Cuando se alcanza el consenso sobre un borrador, se puede
distribuir como RFC.
Como la actual y rápida expansión de Internet está impulsada por la
conciencia de su capacidad para compartir información, deberíamos
entender que el primer papel de la red a la hora de compartir
información fue compartir la información relativa a su propio diseño y
funcionamiento a través de las RFC. Este método único de desarrollar
nuevas funciones en la red seguirá teniendo una importancia fundamental
en la evolución futura de Internet.
Formación de una comunidad amplia
Internet es tanto una colección de comunidades como una colección de
tecnologías, y su éxito se puede atribuir en gran medida a la
satisfacción de necesidades básicas de las comunidades y a usar la
comunidad de manera efectiva para hacer avanzar la infraestructura. Este
espíritu comunitario tiene una larga historia, que comienza con
ARPANET. Los primeros investigadores de ARPANET trabajaron como una
comunidad muy unida para conseguir las primeras demostraciones de la
tecnología de conmutación de paquetes ya descrita. Del mismo modo, la
red satélite de paquetes, de radiopaquetes y otros programas de
investigación informática de DARPA eran actividades en las que
colaboraban varias personas, que usaban con profusión cualquier
mecanismo disponible para coordinar sus esfuerzos, empezando por el
correo electrónico y siguiendo por la posibilidad de compartir archivos,
el acceso remoto y, finalmente, las funciones de la World Wide Web.
Cada uno de esos programas formó un grupo de trabajo, empezando por el
ARPANET Network Working Group. Debido al papel único que desempeñó
ARPANET como infraestructura que respaldaba los distintos programas de
investigación, cuando Internet empezó a evolucionar, el Network Working
Group se convirtió en el Internet Working Group.
A finales de la década de 1970, reconociendo que el crecimiento de
Internet iba acompañado de un crecimiento del interés de la comunidad de
investigación, y, por lo tanto, de un incremento de la necesidad de
mecanismos de coordinación, Vint Cerf, gerente por entonces del Programa
de Internet en DARPA, formó varios organismos de coordinación, una
Junta de Cooperación Internacional (ICB), presidida por Peter Kirstein
de UCL, para coordinar las actividades con algunos países cooperantes
centrados en la investigación de la red satélite de paquetes, un Grupo
de Investigación de Internet que se trataba de un grupo abierto que
proporcionaba un entorno de intercambio de información general, y una
Junta de Configuración de Internet (ICCB), presidida por Clark. La ICCB
era un organismo en el que solo podía participarse por invitación,
creado para ayudar a Cerf en la gestión de la creciente actividad de
Internet.
En 1983, cuando Barry Leiner asumió la responsabilidad de la gestión
del programa de investigación de Internet en DARPA, él y Clark se dieron
cuenta de que el crecimiento continuado de la comunidad de Internet
exigía una reestructuración de los mecanismos de coordinación. La ICCB
se disolvió y en su lugar se formó una estructura de Fuerzas de tareas,
cada una de ellas centrada en un área en particular de la tecnología
(por ejemplo, enrutadores, protocolos de extremo a extremo, etc.) Se
formó la Internet Activities Board (IAB), creada por los presidentes de
las Fuerzas de tareas.
Por supuesto, fue una mera coincidencia que los presidentes de las
Fuerzas de tareas fuesen las mismas personas que los miembros de la
antigua ICCB, y Dave Clark continuó actuando como presidente. Tras
algunos cambios entre los miembros de la IAB, Phill Gross se convirtió
en presidente de una revitalizada Fuerza de Tareas de Ingeniería de
Internet (IETF), que en aquella época era simplemente una de las Fuerzas
de tareas de la IAB. Como se ha visto antes, en 1985 existía un
tremendo crecimiento en la parte más práctica y de ingeniería de
Internet. Este crecimiento tuvo como resultado una explosión en la
asistencia a las reuniones de IETF y Gross se vio obligado a crear una
subestructura de la IETF con grupos de trabajo.
Este crecimiento se vio complementado por una gran expansión de la
comunidad. DARPA ya no era el único que jugaba un papel importante en la
financiación de Internet. Además de NSFNet y diversas actividades
financiadas por el gobierno de EE.UU. y por gobiernos internacionales,
empezaba a crecer el interés en el sector comercial. También en 1985,
tanto Kahn como Leiner abandonaron DARPA, con lo que hubo una
disminución en la actividad de Internet de DARPA. Como resultado, la IAB
se quedó sin su patrocinador primario y asumió cada vez la
responsabilidad del liderazgo.
El crecimiento continuó, lo que resultó en la creación de más
subestructuras dentro de la IAB e IETF. La IETF combinó los grupos de
trabajo en áreas y designó directores de áreas. Un Grupo de Dirección de
Ingeniería de Internet (IESG) se formó a partir de los directores de
área. La IAB reconoció la creciente importancia de la IETF, y
reestructuró el proceso de estándares para reconocer explícitamente IESG
como el principal cuerpo de revisión de estándares. La IAB también
reestructuró el resto de la Fuerzas de tareas (excepto la IETF) y las
combinó en una Fuerza de Tareas de Investigación de Internet (IRTF)
presidida por Postel, renombrando las antiguas fuerzas de tareas como
grupos de investigación.
El crecimiento en el sector comercial trajo una mayor preocupación en
el proceso de estándares en sí. Desde principios de los 80 y hasta hoy
en día, Internet creció más allá de sus principales raíces de
investigación para incluir una amplia comunidad de usuarios y un aumento
en las actividades comerciales. Se prestó mayor atención a que el
proceso fuese justo y abierto. Esto, junto con una necesidad reconocida
de tener apoyo comunitario en Internet, llevó, con el tiempo, a la
formación de Internet Society en 1991, bajo los auspicios de la
Corporation for National Research Initiatives (CNRI) de Kahn y el
liderazgo de Cerf, entonces en la CNRI.
En 1992, se hizo otra reorganización. En 1992, el Consejo de
actividades de Internet se reorganizó y se renombró Consejo de
arquitectura de Internet y operaba bajo los auspicios de Internet
Society. Se definió una relación más de “pares” entre la nueva IAB con
IESG, con una toma de mayor responsabilidad de la IETF y el IESG para la
aprobación de estándares. Finalmente, se formó una relación cooperativa
y de apoyo mutuo entre la IAB, IETF e Internet Society, con Internet
Society cuyo objetivo era proveer servicios y otras medias que
facilitarían la labor de la IETF.
Los recientes desarrollos y el despliegue generalizado de la World
Wide Web han aportado una nueva comunidad, ya que mucha de la gente que
trabaja en WWW no se consideran primariamente investigadores de redes y
desarrolladores. Se formó un nuevo grupo de organización el Word Wide
Web Consortium (W3C). Liderado al principio desde el laboratorio de
informática de MIT por Tim Berners-Lee (el inventor de WWW) y Al Vezza,
W3C ha tomado la responsabilidad de evolucionar algunos protocolos y
estándares asociados con la Web.
Así pues, en dos décadas de actividad de Internet hemos visto una
evolución continuada en las estructuras organizativas diseñadas para
soportar y facilitar la siempre creciente comunidad que trabaja
colaborativamente en temas de Internet.
Comercialización de la tecnología
La comercialización de Internet no solo implicó el desarrollo de
servicios de redes competitivos y privados sino también el desarrollo de
productos comerciales para implementar la tecnología de Internet. A
principios de los 80, docenas de vendedores estaban incorporando TCP/IP
en sus productos porque veían compradores para este tipo de enfoque a la
interconexión. Desafortunadamente, no tenían información real sobre
cómo se suponía que funcionaba la tecnología y cómo planeaban los
clientes usar este enfoque a la interconexión. Muchos lo veían como un
complemento incordioso que se tenía que pegar a sus propias soluciones
propietarias de interconexión: SNA, DECNet, Netware, NetBios. DoD había
obligado a usar TCP/IP en muchas de sus compras pero no ayudaba a los
vendedores a construir productos TCP/IP útiles.
En 1985, reconociendo esta falta de disponibilidad de información y
entrenamiento apropiado, Dan Lynch en cooperación con la IAB organizó un
taller de tres días para que TODOS los vendedores aprendiesen cómo
TCP/IP funcionaba y lo que aún no podía hacer bien. Los conferenciantes
provenían casi todos de la comunidad de investigación de DARPA, gente
que había desarrollado esos protocolos y los usaba diariamente. Unos 250
vendedores fueron a escuchar a 50 inventores y experimentadores. Los
resultados fueron sorpresas en ambas partes: los vendedores se
sorprendieron al darse cuenta que los inventores eran tan abiertos sobre
el funcionamiento de las cosas (y sobre lo que aún no funcionaba) y a
los inventores les gustó escuchar sobre nuevos problemas que no habían
considerado, pero que los vendedores de campo estaban descubriendo. De
modo que se formó una discusión a dos vías que ha durado más de una
década.
Después de dos años de conferencias, tutoriales, reuniones de diseño y
talleres, se organizó un evento especial y se invitó a los vendedores
cuyos productos ejecutaban TCP/IP bien para que se juntasen en una sala
durante tres días para demostrar lo bien que trabajaban todos juntos con
Internet. En septiembre de 1988 nació la primera feria de muestras
Interop. 50 compañías consiguieron asistir. 5.000 ingenieros de
organizaciones de clientes potenciales fueron a ver si funcionaba como
prometían. Funcionaba. ¿Por qué? Porque los vendedores trabajaron duro
para asegurarse que todos los productos interoperaban con el resto de
los productos; incluso con los productos de los competidores. La feria
de muestras Interop ha crecido muchísimo desde entonces y hoy en día se
celebra en 7 ubicaciones en todo el mundo durante el año, y más de
250.000 personas vienen a aprender sobre qué productos funcionan con que
productos sin problemas, aprender más sobre los últimos productos y
discutir la tecnología más puntera.
En paralelo con los esfuerzos de comercialización que se resaltaban
en las actividades de Interop, los vendedores empezaron a asistir a las
reuniones de la IETF, que se celebraban 3 o 4 veces al año para discutir
nuevas ideas sobre ampliaciones del conjunto de protocolos TCP/IP.
Empezando con unos pocos cientos de asistentes, mayoritariamente de
académicos y pagados por el gobierno, hoy en día, estas reuniones tienen
una asistencia de miles de personas, mayoritariamente de la comunidad
de vendedores y pagados por los asistentes mismo. Este grupo
autoseleccionado evoluciona el conjunto TCP/IP de manera cooperativa. La
razón por la que es tan útil es porque está compuesto por todos los
interesados: investigadores, usuarios finales y vendedores.
La gestión de redes da un ejemplo de la interacción entre las
comunidades de investigación y de venta. En el principio de Internet, el
énfasis se ponía en definir e implementar protocolos que consiguiesen
la interoperación.
Conforme se hizo más grande la red, quedó claro que los
procedimientos ad hoc usados para gestionar la red no escalarían. La
configuración manual de las tablas fue sustituida por algoritmos
automáticos distribuidos, y se diseñaron mejores herramientas para
aislar fallos. En 1987, quedó claro que era necesario un protocolo que
permitiese gestionar los elementos de una red, como los enrutadores,
remotamente de manera uniforme. Se propusieron varios protocolos con
este objetivo, incluyendo el Protocolo Simple de Administración de Red o
SNMP (diseñado, como sugiere su nombre, para ser sencillo, y derivado
de una propuesta anterior llamada SGMP), HEMS (un diseño más complejo de
la comunidad investigadora) y CMIP (de la comunidad OSI). Tras una
serie de reuniones se decidió retirar HEMS como candidato para la
estandarización, para ayudar a resolver la contención, pero que se
continuaría trabajando en SNMP y CMIP, con la idea que SNMP sería una
solución a corto plazo y CMIP una solución a largo plazo. El mercado
podía elegir el que le pareciese más adecuado. Hoy en día se usa SNMP
casi universalmente para la gestión basada en la red.
En los últimos años, hemos visto una nueva fase de comercialización.
Originalmente, los esfuerzos de comercialización comprendían
principalmente vendedores ofreciendo los productos básicos de redes y
los proveedores de servicios ofreciendo los servicios de conectividad y
básicos de Internet. Internet casi se ha convertido en un servicio de
“mercancías”, y se ha prestado mucha atención en esta infraestructura
global de información para soportar otros servicios comerciales. Esto se
ha visto acelerado increíblemente por la adopción generalizada y rápida
de navegadores y la tecnología World Wide Web, lo que permite a los
usuarios tener un fácil acceso a la información enlazada de todo el
mundo. Hay productos disponibles para facilitar el aprovisionamiento de
esta información y muchos de los últimos desarrollos en la tecnología se
han centrado en proveer servicios de información cada vez más
sofisticados por encima de los servicios de comunicación básicos de
datos de Internet.
Historia del futuro
El 24 de octubre de 1995, FNC pasó una resolución unánime para
definir el término Internet. Esta definición se desarrolló consultando a
los miembros de las comunidades de Internet y propiedad intelectual.
RESOLUCIÓN: El Consejo federal de redes (FNC) acuerda que la siguiente
descripción refleja nuestra definición del término "Internet".
"Internet" se refiere al sistema de información global que: (i) esta
enlazado lógicamente a un espacio global de direcciones únicas basadas
en el Protocolo de Internet (IP) o sus subsecuentes
extensiones/añadidos; (ii) puede soportar la comunicación usando el
conjunto Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet
(TCP/IP) o sus subsecuentes extensiones/añadido y otros protocolos
compatibles con IP; y (iii) provee, usa o da accesibilidad, ya sea de
manera pública o privada a servicios de alto nivel superpuestos en las
comunicaciones y las infraestructuras relacionas ya descritas.
Internet ha cambiado mucho en las dos décadas desde que nació. Se
concibió en la época de tiempo compartido, pero ha sobrevivido a la
época de los ordenadores personales, la informática cliente-servidor y
par a par y la informática de redes. Se diseñó antes que existiesen las
LAN, pero ha acomodado a esa tecnología nueva, además de los recientes
cajeros y servicios de intercambio de marcos. Se concibió para soportar
un rango de funciones tales como compartir archivos y acceso remota a
distribución de recursos y colaboración, y ha creado el correo
electrónico y más recientemente la World Wide Web. Pero lo más
importante, empezó como la creación de un pequeño grupo de
investigadores dedicados y ha crecido para convertirse en un éxito
comercial con miles de millones de dólares en inversiones anuales.
No se debería concluir que Internet ha dejado de cambiar ahora.
Internet, a pesar de ser una red con nombre y geografía, es una criatura
de los ordenadores, no las redes tradicionales de teléfono y
televisión. Seguirá, y debe, cambiando y evolucionando a la velocidad de
la industria informática si quiere seguir siendo relevante. En estos
momentos está cambiando para ofrecer nuevos servicios como transporte en
tiempo real, para soportar, por ejemplo, de stream de audio y vídeo.
La disponibilidad de una red dominante (es decir, Internet) junto con
ordenadores potentes baratos y comunicaciones en dispositivos
portátiles (es decir, portátiles, mensáfonos, PDA, teléfonos móviles)
hace posible un nuevo paradigma de informática y comunicaciones nómadas.
Esta evolución nos traerá nuevas aplicaciones; el teléfono de Internet
y, en el futuro, la televisión de Internet. Está evolucionando para
permitir formas más sofisticadas de poner precios y recuperar costes, un
requisito doloroso en este mundo comercial. Está cambiando para
acomodar otra generación de nuevas tecnologías subyacentes con
diferentes características y requisitos, por ejemplo, acceso residencial
a banda ancha y satélites. Nuevos modos de acceso y nuevas formas de
servicio generarán nuevas aplicaciones, que en su lugar impulsarán la
evolución de la red.
La pregunta más acuciante del futuro de Internet no es cómo la
tecnología cambiará, sino cómo se gestionará el proceso de cambio y
evolución. Como describe este artículo, la arquitectura de Internet
siempre ha sido impulsada por un grupo de diseñadores, pero la forma del
grupo ha cambiado conforme crecía el número de partes interesadas. Con
el éxito de Internet ha habido una proliferación de interesados:
interesados que ahora invierten dinero además de invertir ideas en la
red.
Ahora vemos, en los debates sobre el control del espacio de nombres
de dominio y la forma de la próxima generación de direcciones de IP, una
lucha para encontrar la próxima estructura social que guiará Internet
en el futuro. La forma de estructura será más difícil de encontrar
teniendo en cuenta el número de interesados. La industria, a su vez,
lucha por encontrar la razón económica para la gran inversión necesaria
para el crecimiento futuro, por ejemplo para mejorar el acceso
residencial a una tecnología más adecuada. Si Internet tropieza no será
porque nos falta tecnología, visión o motivación. Será porque no podemos
determinar una dirección y caminar juntos hacia el futuro.
Plazos
Notas
1 Quizá sea una exageración basada en la residencia en Silicon Valley del autor principal 2 En un viaje reciente a una librería de Tokio, uno de los autores contó 14 revistas en inglés dedicadas a Internet. 3
Una versión abreviada de este artículo aparece en la publicación del
50ª aniversario de CACM, febrero del 97. Los autores quisieran expresar
su apreciación a Andy Rosenbloom, editor sénior de CACM, por instigar la
escritura de este artículo y su invaluable ayuda a la hora de editar
esta y la versión abreviada. 4 La Advanced
Research Projects Agency (ARPA) cambió su nombre a Defense Advance
Research Projects Agency (DARPA) en 1971, y luego de Nuevo a ARPA EN
1993 y otra vez a DARPA en 1996. Nos referimos a DARPA que es su nombre
actual. 5 Fue a partir de estudio de RAND,
que se creó un falso rumor que ARPANET estaba relacionada con la
creación de una red resistente a la guerra nuclear. Eso nunca fue cierto
de ARPANET, solo el estudio RAND, que no estaba relacionado, en voz
segura consideraba la guerra nuclear. Sin embargo, la palabra interredes
enfatiza la robustez y la supervivencia, incluyendo la capacidad de
soportar la pérdida de grandes partes de las redes subyacentes. 6
Incluyendo entre otros Vint Cerf, Steve Crocker y Jon Postel. Se les
unió más adelante David Crocker que jugó un papel importante en la
documentación de los protocolos del correo electrónico, y Robert
Branden, que desarrolló en primer CNCP y luego TCP para los mainframes
de IBM y que también jugó un gran papel en la ICCB y la IAB. 7 Se publica más adelante como V.G. Cerf y R. E. Kahn, "Un protocolo sobre la interconexión de red de paquetes" IEEE Trans. Comm. Tech. , vol. COM-22, V 5, págs. 627-641, mayo de 1974. 8
El atractivo del intercambio de correos electrónicos, sin embargo, lo
llevó a ser uno de los primeros “libros de Internet": !%@:: un
directorio de direcciones de correo electrónico y redes, escrito por
Frey y Adams, acerca de la traducción de direcciones de correo
electrónico y el reenvío. 9 Llamado
originalmente Comité federal de coordinación de investigación sobre
Internet, FRICC. FRICC se formó originalmente para coordinar las
actividades de investigación de redes de EE.UU. para apoyar la
coordinación internacional provista por el CCIRN. 10 La retirada de servicio de ARPANET se conmemoró en su 20º aniversario, en un simposio de UCLA en 1989.
Referencias
P. Baran, "Acerca de las comunicaciones de redes distribuidas", IEEE Trans. Comm.. Systems, marzo de 1964. V.
G. Cerf y R. E. Kahn, "Un protocolo para la interconexión de paquetes
de red", IEEE Trans. Comm. Tech. , vol. COM-22, V 5, págs. 627-641, mayo
de 1974. S. Crocker, RFC001 Host software, 7 de abril de 1969. R. Kahn, Principios de comunicación para sistemas operativos. Memorando interno de BBN, enero 1972. Procedimientos
de IEEE, edición especial sobre la las redes de paquetes de
comunicación, volumen 66, nº 11, noviembre de 1978. (Editor invitado:
Robert Kahn, editores invitados asociados: Keith Uncapher y Harry van
Trees) L. Kleinrock, "Flujo de información en grandes redes de comunicación", informe trimestral de progreso RLE, julio de 1961. L. Kleinrock, Redes de comunicación: flujo y retraso estocástico de mensajes, Mcgraw-Hill (Nueva York), 1964. L. Kleinrock, Sistemas de cola: volumen II, aplicaciones informáticas, John Wiley and Sons (Nueva York), 1976 J.C.R. Licklider y W. Clark, "Comunicación en línea entre el hombre y el ordenador", agosto de 1962. L.
Roberts y T. Merrill, "Hacia una red cooperativa en ordenadores de
tiempo compartido", Conferencia AFIPS de otoño, octubre de 1966. L. Roberts, "Múltiples redes informáticas y comunicación entre ordenadores", Conferencia ACM Gatlinburg, octubre de 1967.
DHCP (siglas en inglés de Dynamic Host Configuration Protocol, en español «protocolo de configuración dinámica de host») es un protocolo de red que permite a los clientes de una red IP obtener sus parámetros de configuración automáticamente. Se trata de un protocolo de tipo cliente/servidor
en el que generalmente un servidor posee una lista de direcciones IP
dinámicas y las va asignando a los clientes conforme éstas van quedando
libres, sabiendo en todo momento quién ha estado en posesión de esa IP,
cuánto tiempo la ha tenido y a quién se la ha asignado después.
QUÉ ES UN ADSL?
Línea de abonado digital asimétrica,ADSL (sigla del inglés Asymmetric Digital Subscriber Line) es un tipo de tecnología de línea DSL. Consiste en una transmisión analógica de datos digitales apoyada en el par simétrico de cobre que lleva la línea telefónica convencional o línea de abonado,3
siempre y cuando la longitud de línea no supere los 5,5 km medidos
desde la central telefónica, o no haya otros servicios por el mismo
cable que puedan interferir.
QUÉ ES UN TCP/IP?
La familia de protocolos de Internet es un conjunto de protocolos de red en los que se basa Internet y que permiten la transmisión de datos entre computadoras. En ocasiones se le denomina conjunto de protocolos TCP/IP, en referencia a los dos protocolos más importantes que la componen: Protocolo de Control de Transmisión (TCP) y Protocolo de Internet
(IP), que fueron dos de los primeros en definirse, y que son los más
utilizados de la familia. Existen tantos protocolos en este conjunto que
llegan a ser más de 100 diferentes, entre ellos se encuentra el popular
HTTP (HyperText Transfer Protocol), que es el que se utiliza para acceder a las páginas web, además de otros como el ARP (Address Resolution Protocol) para la resolución de direcciones, el FTP (File Transfer Protocol) para transferencia de archivos, y el SMTP (Simple Mail Transfer Protocol) y el POP (Post Office Protocol) para correo electrónico, TELNET para acceder a equipos remotos, entre otros.
TCP/IP fue desarrollado y demostrado por primera vez en 1972 por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos, ejecutándolo en ARPANET, una red de área extensa de dicho departamento.
La familia de protocolos de Internet puede describirse por analogía con el modelo OSI (Open System Interconnection),
que describe los niveles o capas de la pila de protocolos, aunque en la
práctica no corresponde exactamente con el modelo en Internet. En una
pila de protocolos, cada nivel resuelve una serie de tareas relacionadas
con la transmisión de datos, y proporciona un servicio bien definido a
los niveles más altos. Los niveles superiores son los más cercanos al
usuario y tratan con datos más abstractos, dejando a los niveles más
bajos la labor de traducir los datos de forma que sean físicamente
manipulables.
El modelo de Internet fue diseñado como la solución a un problema práctico de ingeniería.
El modelo OSI, en cambio, fue propuesto como una aproximación teórica y también como una primera fase en la evolución de las redes de ordenadores. Por lo tanto, el modelo OSI es más fácil de entender, pero el modelo TCP/IP es el que realmente se usa. Sirve de ayuda entender el modelo OSI antes de conocer TCP/IP, ya que se aplican los mismos principios, pero son más fáciles de entender en el modelo OSI.
El protocolo TCP/IP es el sucesor del NCP, con el que inició la operación de ARPANET, y fue presentado por primera vez con los RFC 791, 792 y 793 en septiembre de 1981. Para noviembre del mismo año se presentó el plan definitivo de transición en el RFC 801, y se marcó el 1 de enero de 1983 como el Día Bandera para completar la migración.
Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.
Como en todo proceso de comunicación se requiere de un emisor, un mensaje, un medio y un receptor.
La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es
compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el costo general de estas acciones. Un ejemplo es Internet,
la cual es una gran red de millones de computadoras ubicadas en
distintos puntos del planeta interconectadas básicamente para compartir
información y recursos.
La estructura y el modo de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI.
Este último, estructura cada red en siete capas con funciones concretas
pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se reducen a cuatro capas.
Existen multitud de protocolos repartidos por cada capa, los cuales
también están regidos por sus respectivos estándares.
Historia
El primer indicio de redes de comunicación fue de tecnología telefónica y telegráfica. En 1940 se transmitieron datos desde la Universidad de Darmouth, en Nuevo Hampshire, a Nueva York. A finales de la década de 1960 y en los posteriores 70 fueron creadas las minicomputadoras. En 1976, Apple introduce el Apple I, uno de los primeros ordenadores personales. En 1981, IBM introduce su primer PC. A mitad de la década de 1980 los PC comienzan a usar los módems para compartir archivos con otros ordenadores, en un rango de velocidades que comenzó en 1200 bps y llegó a los 56 kbps (comunicación punto a punto o dial-up), cuando empezaron a ser sustituidos por sistema de mayor velocidad, especialmente ADSL.
Descripción básica
La comunicación por medio de una red se lleva a cabo en dos diferentes categorías: la capa física y la capa lógica.
La capa física incluye todos los elementos de los que hace uso
un equipo para comunicarse con otros equipos dentro de la red, como,
por ejemplo, las tarjetas de red, los cables, las antenas, etc.
La comunicación a través de la capa física se rige por normas muy
rudimentarias que por sí mismas resultan de escasa utilidad. Sin
embargo, haciendo uso de dichas normas es posible construir los
denominados protocolos, que son normas de comunicación más complejas (mejor conocidas como de alto nivel), capaces de proporcionar servicios que resultan útiles.
Los protocolos son un concepto muy similar al de los idiomas
de las personas. Si dos personas hablan el mismo idioma, es posible
comunicarse y transmitir ideas.
La razón más importante (quizá la única) sobre por qué existe
diferenciación entre la capa física y la lógica es sencilla: cuando
existe una división entre ambas, es posible utilizar un número casi
infinito de protocolos distintos, lo que facilita la actualización y
migración entre distintas tecnologías.
Componentes básicos de las redes
Para poder formar una red se requieren elementos: hardware, software y protocolos. Los elementos físicos se clasifican en dos grandes grupos: dispositivos de usuario final (hosts)
y dispositivos de red. Los dispositivos de usuario final incluyen los
computadores, impresoras, escáneres, y demás elementos que brindan
servicios directamente al usuario y los segundos son todos aquellos que
conectan entre sí a los dispositivos de usuario final, posibilitando su
intercomunicación.
El fin de una red es la de interconectar los componentes hardware de una red , y por tanto, principalmente, las computadoras individuales, también denominados hosts, a los equipos que ponen los servicios en la red, los servidores,
utilizando el cableado o tecnología inalámbrica soportada por la
electrónica de red y unidos por cableado o radiofrecuencia. En todos los
casos la tarjeta de red se puede considerar el elemento primordial, sea
ésta parte de un ordenador, de un conmutador, de una impresora, etc. y
sea de la tecnología que sea (ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, etc.)
Software
Sistema operativo de red:
permite la interconexión de ordenadores para poder acceder a los
servicios y recursos. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un
sistema operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema
operativo de red. En muchos casos el sistema operativo de red es parte
del sistema operativo de los servidores y de los clientes.
Software de aplicación:
en última instancia, todos los elementos se utilizan para que el
usuario de cada estación, pueda utilizar sus programas y archivos
específicos. Este software puede ser tan amplio como se necesite ya que
puede incluir procesadores de texto, paquetes integrados, sistemas
administrativos de contabilidad y áreas afines, sistemas especializados,
correos electrónico, etc. El software adecuado en el sistema operativo
de red elegido y con los protocolos necesarios permiten crear servidores
para aquellos servicios que se necesiten.
Hardware
Para lograr el enlace entre las computadoras y los medios de
transmisión (cables de red o medios físicos para redes alámbricas e
infrarrojos o radiofrecuencias para redes inalámbricas), es necesaria la
intervención de una tarjeta de red, o NIC (Network Card Interface),
con la cual se puedan enviar y recibir paquetes de datos desde y hacia
otras computadoras, empleando un protocolo para su comunicación y
convirtiendo a esos datos a un formato que pueda ser transmitido por el
medio (bits, ceros y unos). Cabe señalar que a cada tarjeta de red le es asignado un identificador único por su fabricante, conocido como dirección MAC (Media Access Control), que consta de 48 bits (6 bytes). Dicho identificador permite direccionar el tráfico de datos de la red del emisor al receptor adecuado.
El trabajo del adaptador de red es el de convertir las señales eléctricas que viajan por el cable (ej: red Ethernet) o las ondas de radio (ej: red Wi-Fi) en una señal que pueda interpretar el ordenador.
Estos adaptadores son unas tarjetas PCI
que se conectan en las ranuras de expansión del ordenador. En el caso
de ordenadores portátiles, estas tarjetas vienen en formato PCMCIA o similares. En los ordenadores del siglo XXI, tanto de sobremesa como portátiles, estas tarjetas ya vienen integradas en la placa base.
Adaptador de red es el nombre genérico que reciben los dispositivos
encargados de realizar dicha conversión. Esto significa que estos
adaptadores pueden ser tanto Ethernet, como wireless,
así como de otros tipos como fibra óptica, coaxial, etc. También las
velocidades disponibles varían según el tipo de adaptador; éstas pueden
ser, en Ethernet, de 10, 100, 1000 Mbps o 10000, y en los inalámbricos, principalmente, de 11, 54, 300 Mbps.
Dispositivos de usuario final
Computadoras personales:
son los puestos de trabajo habituales de las redes. Dentro de la
categoría de computadoras, y más concretamente computadoras personales,
se engloban todos los que se utilizan para distintas funciones, según el
trabajo que realizan. Se incluyen desde las potentes estaciones de trabajo para la edición de vídeo, por ejemplo, hasta los ligeros equipos portátiles, conocidos como netbooks, cuya función principal es la de navegar por Internet. Las tabletas se popularizaron al final de la primera década del siglo XXI, especialmente por el éxito del iPad de Apple.
Terminal:
muchas redes utilizan este tipo de equipo en lugar de puestos de
trabajo para la entrada de datos. En estos sólo se exhiben datos o se
introducen. Este tipo de terminales, trabajan unido a un servidor, que
es quien realmente procesa los datos y envía pantallas de datos a los
terminales.
Electrónica del hogar:
las tarjetas de red empezaron a integrarse, de forma habitual, desde la
primera década del siglo XXI, en muchos elementos habituales de los
hogares: televisores, equipos multimedia, proyectores, videoconsolas, teléfonos celulares, libros electrónicos,
etc. e incluso en electrodomésticos, como frigoríficos, convirtiéndolos
en partes de las redes junto a los tradiciones ordenadores.
Impresoras: muchos de estos dispositivos son capaces de actuar como parte de una red de ordenadores sin ningún otro elemento, tal como un print server,
actuando como intermediario entre la impresora y el dispositivo que
está solicitando un trabajo de impresión de ser terminado. Los medios de
conectividad de estos dispositivos pueden ser alambricos o
inalámbricos, dentro de este último puede ser mediante: ethernet, Wi-Fi, infrarrojo o bluetooth. En algunos casos se integran dentro de la impresora y en otros por medio de convertidores externos.
Otros elementos: escáneres, lectores de CD-ROM.
Servidores
Son los equipos que ponen a disposición de los clientes los distintos servicios. En la siguiente lista hay algunos tipos comunes de servidores y sus propósitos:
Servidor de archivos:
almacena varios tipos de archivo y los distribuye a otros clientes en
la red. Pueden ser servidos en distinto formato según el servicio que
presten y el medio: FTP, HTTP, etc.
Servidor de impresión:
controla una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros
clientes de la red, poniendo en cola los trabajos de impresión (aunque
también puede cambiar la prioridad de las diferentes impresiones), y
realizando la mayoría o todas las otras funciones que en un sitio de
trabajo se realizaría para lograr una tarea de impresión si la impresora
fuera conectada directamente con el puerto de impresora del sitio de
trabajo.
Servidor de correo: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras operaciones relacionadas con el e-mail para los clientes de la red.
Servidor de fax:
almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras funciones necesarias
para la transmisión, la recepción y la distribución apropiadas de los fax, con origen y/o destino una computadora o un dispositivo físico de telefax.
Servidor de telefonía:
realiza funciones relacionadas con la telefonía, como es la de
contestador automático, realizando las funciones de un sistema
interactivo para la respuesta de la voz, almacenando los mensajes de
voz, encaminando las llamadas y controlando también la red o Internet,
etc. Pueden operan con telefonía IP o analógica.
Servidor proxy:
realiza un cierto tipo de funciones en nombre de otros clientes en la
red para aumentar el funcionamiento de ciertas operaciones (p. ej., prefetching y depositar documentos u otros datos que se soliciten muy frecuentemente). También «sirve» seguridad; esto es, tiene un firewall
(cortafuegos). Permite administrar el acceso a Internet en una red de
computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios web,
basándose en contenidos, origen/destino, usuario, horario, etc.
Servidor de acceso remoto (RAS, del inglés Remote Access Service):
controla las líneas de módems u otros canales de comunicación de la red
para que las peticiones conecten una posición remota con la red,
responden las llamadas telefónicas entrantes o reconocen la petición de
la red y realizan los chequeos necesarios de seguridad y otros
procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red.
Gestionan las entradas para establecer la redes virtuales privadas, VPN.
Servidor web:
almacena documentos HTML, imágenes, archivos de texto, escrituras, y
demás material web compuesto por datos (conocidos normalmente como
contenido), y distribuye este contenido a clientes que la piden en la
red.
Servidor de streaming:
servidores que distribuyen multimedia de forma continua evitando al
usuario esperar a la descarga completa del fichero. De esta forma se
pueden distribuir contenidos tipo radio, vídeo, etc. en tiempo real y
sin demoras.
Servidor de reserva, o standby server: tiene el
software de reserva de la red instalado y tiene cantidades grandes de
almacenamiento de la red en discos duros u otras formas del
almacenamiento disponibles para que se utilice con el fin de asegurarse
de que la pérdida de un servidor principal no afecte a la red. El
servidor de reserva lo puede ser de cualquiera de los otros tipos de
servidor, siendo muy habituales en los servidores de aplicaciones y
bases de datos.
Servidor de autenticación:
es el encargado de verificar que un usuario pueda conectarse a la red
en cualquier punto de acceso, ya sea inalámbrico o por cable, basándose
en el estándar 802.1x y puede ser un servidor de tipo RADIUS.
Servidores para los servicios de red: estos equipos gestionan
aquellos servicios necesarios propios de la red y sin los cuales no se
podrían interconectar, al menos de forma sencilla. Algunos de esos
servicios son: servicio de directorio para la gestión de los usuarios y los recursos compartidos, Dynamic Host Configuration Protocol (DHCP) para la asignación de las direcciones IP en redes TCP/IP, Domain Name System (DNS) para poder nombrar los equipos sin tener que recurrir a su dirección IP numérica, etc.
Servidor de base de datos:
permite almacenar la información que utilizan las aplicaciones de todo
tipo, guardándola ordenada y clasificada y que puede ser recuperada en
cualquier momento y en base a una consulta concreta. Estos servidores
suelen utilizar lenguajes estandarízados para hacer más fácil y
reutilizable la programación de aplicaciones, uno de los más populares
es SQL.
Servidor de aplicaciones: ejecuta ciertas aplicaciones.
Usualmente se trata de un dispositivo de software que proporciona
servicios de aplicación a las computadoras cliente. Un servidor de
aplicaciones gestiona la mayor parte (o la totalidad) de las funciones
de lógica de negocio y de acceso a los datos de la aplicación. Los
principales beneficios de la aplicación de la tecnología de servidores
de aplicación son la centralización y la disminución de la complejidad
en el desarrollo de aplicaciones.
Servidores de monitorización y gestión: ayudan a simplificar las
tareas de control, monitorización, búsqueda de averías, resolución de
incidencias, etc. Permiten, por ejemplo, centralizar la recepción de
mensajes de aviso, alarma e información que emiten los distintos
elementos de red (no solo los propios servidores). El SNMP es un de los protocolos más difundidos y que permite comunicar elementos de distintos fabricantes y de distinta naturaleza.
Y otros muchos dedicados a múltiples tareas, desde muy generales a aquellos de una especifidad enorme.
Almacenamiento en red
En la redes medianas y grandes el almacenamiento de datos principal
no se produce en los propios servidores sino que se utilizan
dispositivos externos, conocidos como disk arrays (matrices de discos) interconectados, normalmente por redes tipo SAN, o NAS. Estos medios permiten centralizar la información, una mejor gestión del espacio, sistemas redundantes y de alta disponibilidad.
Los medios de copia de seguridad
suelen incluirse en la misma red donde se alojan los medios de
almacenamiento mencionados más arriba, de esta forma el traslado de
datos entre ambos, tanto al hacer la copia como las posibles
restauraciones, se producen dentro de esta red sin afectar al tráfico de
los clientes con los servidores o entre ellos.
Dispositivos de red
Los equipos informáticos descritos necesitan de una determinada
tecnología que forme la red en cuestión. Según las necesidades se deben
seleccionar los elementos adecuados para poder completar el sistema. Por
ejemplo, si queremos unir los equipos de una oficina entre ellos
debemos conectarlos por medio de un conmutador o un concentrador,
si además hay un varios portátiles con tarjetas de red Wi-Fi debemos
conectar un punto de acceso inalámbrico para que recoja sus señales y
pueda enviarles las que les correspondan, a su vez el punto de acceso
estará conectado al conmutador por un cable. Si todos ellos deben
disponer de acceso a Internet, se interconectaran por medio de un router, que podría ser ADSL, ethernet sobre fibra óptica, broadband, etc.
Los elementos de la electrónica de red más habituales son:
Conmutador, o switch,
Enrutador, o router,
Puente de red, o bridge,
Puente de red y enrutador, o brouter,
Punto de acceso inalámbrico, o WAP (Wireless Access Point),
Protocolos de redes
Artículo principal:Protocolo de red
Existen diversos protocolos, estándares y modelos que determinan el funcionamiento general de las redes. Destacan el modelo OSI y el TCP/IP.
Cada modelo estructura el funcionamiento de una red de manera distinta.
El modelo OSI cuenta con siete capas muy definidas y con funciones
diferenciadas y el TCP/IP con cuatro capas diferenciadas pero que
combinan las funciones existentes en las siete capas del modelo OSI. Los protocolos están repartidos por las diferentes capas pero no están
definidos como parte del modelo en sí sino como entidades diferentes de
normativas internacionales, de modo que el modelo OSI no puede ser
considerado una arquitectura de red.
Modelo OSI
Artículo principal:Modelo OSI
El modelo OSI (Open Systems Interconnection) fue creado por la ISO
y se encarga de la conexión entre sistemas abiertos, esto es, sistemas
abiertos a la comunicación con otros sistemas. Los principios en los que
basó su creación eran: una mayor definición de las funciones de cada
capa, evitar agrupar funciones diferentes en la misma capa y una mayor
simplificación en el funcionamiento del modelo en general.
Este modelo divide las funciones de red en siete capas diferenciadas:
#
Capa
Unidad de intercambio
7.
Aplicación
APDU
6.
Presentación
PPDU
5.
Sesión
SPDU
4.
Transporte
TPDU
3.
Red
Paquete
2.
Enlace
Marco / Trama
1.
Física
Bit
Modelo TCP/IP
Artículo principal:TCP/IP
Este modelo es el implantado actualmente a nivel mundial: fue utilizado primeramente en ARPANET y es utilizado actualmente a nivel global en Internet y redes locales. Su nombre deriva de la unión de los nombres de los dos principales protocolos que lo conforman: TCP en la capa de transporte e IP en la capa de red. Se compone de cuatro capas:
#
Capa
Unidad de intercambio
4.
Aplicación
no definido
3.
Transporte
Paquete
2.
Red / Interred
no definido (Datagrama)
1.
Enlace / nodo a red
??
Otros estándares
Existen otros estándares, más concretos, que definen el modo de funcionamiento de diversas tecnologías de transmisión de datos:
Esta lista muestra algunos ejemplos, no es completa.
