¿Qué es una red informática?
Una red informática son dos o más dispositivos (ordenadores, móviles, impresoras) conectados para compartir datos y recursos. Cada dispositivo de una red se llama nodo o host.
¿Para qué sirve una red? Para compartir archivos, impresoras y acceso a Internet, para comunicarse (correo, videollamadas) y para guardar los datos en un solo lugar que muchas personas pueden usar.
Evolución: ARPANET, NSFNET e Internet
- ARPANET (1969): la creó ARPA, una agencia de investigación del departamento de defensa de EE. UU. Al principio unió 4 ordenadores de universidades. Fue la primera red que usó conmutación de paquetes a gran escala y más tarde adoptó el protocolo TCP/IP (1983).
- NSFNET (1986): la hizo la National Science Foundation para unir universidades y centros de investigación con una columna vertebral (línea principal de alta velocidad) más rápida. Se usaba para educación e investigación.
- Internet (desde los años 90): ARPANET, NSFNET y muchas redes privadas se unieron con TCP/IP. Internet es una red de redes que cubre todo el mundo. La World Wide Web (1991) la hizo fácil de usar con páginas web.
Componentes de la comunicación de datos
La comunicación de datos es enviar datos de un dispositivo a otro por algún medio.
- Emisor: el dispositivo que envía los datos (tu móvil).
- Receptor: el dispositivo que los recibe (el móvil de tu amigo).
- Mensaje: los datos en sí: texto, imagen, audio, vídeo.
- Medio de comunicación: el camino por el que viaja el mensaje: un cable o señales inalámbricas.
- Protocolo: el conjunto de reglas que ambas partes acuerdan seguir, como el formato de los datos y cómo se tratan los errores. Sin un protocolo común no pueden entenderse.
Ancho de banda y velocidad de transmisión
El ancho de banda es el rango de frecuencias que un canal puede llevar: la frecuencia más alta menos la más baja. Se mide en hercios (Hz, kHz, MHz, GHz). Más ancho de banda significa que el canal puede llevar más datos.
La velocidad de transmisión (o tasa de bits) es el número de bits enviados por segundo. Unidades: bps, Kbps, Mbps, Gbps. 1 Kbps = 1000 bps; 1 Mbps = 1000 Kbps; 1 Gbps = 1000 Mbps.
Tiempo de envío = tamaño de los datos (en bits) ÷ velocidad. Recuerda que 1 byte = 8 bits. Un archivo de 10 MB en una línea de 40 Mbps: 10 × 8 = 80 Mb ÷ 40 Mbps = 2 segundos (sin contar retrasos).
Dirección IP
Una dirección IP (dirección de Protocolo de Internet) es un número único que se da a cada dispositivo de una red, para que los datos sepan adónde ir, como la dirección de una casa para las cartas.
- IPv4: 32 bits, escrita como cuatro números de 0 a 255 separados por puntos, p. ej.
192.168.1.10. Unos 4300 millones de direcciones. - IPv6: 128 bits, escrita como ocho grupos de dígitos hexadecimales separados por dos puntos, p. ej.
2001:db8::1. Se creó porque las direcciones IPv4 se estaban acabando.
Cada tarjeta de red también tiene una dirección MAC fija (48 bits) puesta por el fabricante; la dirección IP puede cambiar cuando te conectas a otra red.
Conmutación: de circuitos y de paquetes
La conmutación es la forma en que los datos encuentran su camino por la red del emisor al receptor.
Conmutación de circuitos
Se establece un camino fijo (circuito) entre emisor y receptor antes de que fluyan los datos, y queda reservado durante toda la conversación. Ejemplo: las antiguas llamadas de teléfono fijo. Ventaja: datos constantes y en orden. Desventaja: la línea se desperdicia durante los silencios; preparar el circuito lleva tiempo.
Conmutación de paquetes
Los datos se cortan en paquetes pequeños. Cada paquete lleva la dirección del emisor y del receptor y un número de secuencia. Los paquetes viajan por su cuenta, quizá por rutas distintas, y se juntan en orden en el receptor. Ejemplo: Internet. Ventaja: las líneas se comparten bien y se puede evitar un enlace roto. Desventaja: los paquetes pueden llegar desordenados o con retraso.
| Circuitos | Paquetes | |
|---|---|---|
| Camino | un camino fijo, reservado | cualquier camino libre para cada paquete |
| Preparación | necesaria antes | no hace falta |
| Uso de las líneas | desperdicia | eficiente |
| Orden | siempre en orden | se reordena al final |
Pruébalo: busca tu propia dirección IP y tu velocidad
En un móvil, abre los ajustes de Wi-Fi y toca tu red: verás una dirección IP como 192.168.x.x. En un ordenador, escribe ipconfig (Windows) o ip addr (Linux) en la terminal. Después haz un test de velocidad en el navegador y anota la velocidad de descarga en Mbps. Calcula cuántos segundos debería tardar en descargarse un vídeo de 25 MB. Comprueba la respuesta con el deslizador en el paso de juego libre del 3D.
Fórmulas y definiciones clave
- Cinco partes: emisor, receptor, mensaje, medio, protocolo
- Tiempo = tamaño en bits ÷ velocidad; 1 byte = 8 bits
- 1 Kbps = 10³ bps, 1 Mbps = 10⁶ bps, 1 Gbps = 10⁹ bps
- IPv4 = 32 bits (4 números 0–255) · IPv6 = 128 bits
Ejemplos resueltos
1. Ordena cronológicamente: Internet, ARPANET, NSFNET.
ARPANET (1969) → NSFNET (1986) → Internet (creció en los años 90 al unir redes).
2. En un correo de Asha a Ravi por Wi-Fi, nombra los cinco componentes.
Emisor: el dispositivo de Asha. Receptor: el dispositivo de Ravi. Mensaje: el correo. Medio: ondas de radio Wi-Fi (y cables más allá). Protocolo: reglas SMTP/TCP/IP.
3. ¿Cuánto tarda un archivo de 5 MB en una línea de 10 Mbps?
5 MB = 5 × 8 = 40 megabits. Tiempo = 40 ÷ 10 = 4 segundos.
4. Un canal lleva frecuencias de 300 Hz a 3400 Hz. Halla su ancho de banda.
Ancho de banda = 3400 − 300 = 3100 Hz.
5. ¿Es 192.168.1.256 una dirección IPv4 válida?
No. Cada uno de los cuatro números debe estar entre 0 y 255, y 256 es demasiado grande.
6. ¿Qué conmutación sirve para una videollamada en Internet y cuál para una llamada de teléfono fijo antiguo? ¿Por qué?
El vídeo por Internet usa conmutación de paquetes: los paquetes comparten líneas con otros y encuentran rutas libres. Un teléfono fijo antiguo usa conmutación de circuitos: una línea se reserva durante toda la llamada, así la voz llega en orden sin compartir.
Errores comunes
- Confundir el ancho de banda (Hz, rango de frecuencias) con la velocidad de transmisión (bits por segundo).
- Olvidar multiplicar los bytes por 8 al calcular el tiempo con Mbps.
- Decir que ARPANET e Internet son lo mismo; ARPANET fue una de las primeras redes de las que creció Internet.
- Pensar que los paquetes siempre siguen el mismo camino; cada paquete puede ir por una ruta distinta.