4. Dirección IP y 4.1 Las versiones del protocolo IP.

4. Dirección IP.

Uno de los elementos clave a la hora de trabajar con redes de datos y telecomunicaciones es el concepto de IP.

4.1. Las versiones del protocolo IP:

De todas las versiones del protocolo IP, las dos más características son las que veremos a continuación.

Protocolo IPv4:

•  Es la cuarta versión del protocolo IP y la primera que se implantó a gran escala. Hace uso de 32 bits separados por puntos en bloques de un byte, siguiendo una estructura como esta:

Protocolo IPv6:

• Viene a cubrir las necesidades del protocolo IPv4. Emplea 128 bits en lugar de 32, por lo que ofrece un total de 2128 direcciones IP diferentes (unos 340 sextillones). Las direcciones IPv6 se representan como 8 grupos de 2 bytes, separados por dos puntos («:»). No se representa con el sistema decimal sino con el hexadecimal.

3.2 Modelo TCP/IP y 3.3 Protocolos de comunicación.

3.2. El modelo TCP/IP.

•  El modelo TCP/IP es anterior al modelo OSI. En realidad es un modelo que surge a partir de la investigación de diferentes protocolos, y el nombre del modelo lo toma de los sus dos principales protocolos TCP e IP.

Capa 1. 

Acceso a red Se corresponde con las capas 1 y 2 del modelo OSI. Su función es permitir que los paquetes de información que entren y viajen a través de la red lleguen a su destino. El protocolo para conseguirlo dependerá de la red de que se trate. 
Capa 2. 

Internet Se corresponde con la capa 3 del modelo OSI. Al igual que sucedía con esta, su misión es conseguir que todas las entidades puedan conectarse con independencia de la red en la que se encuentren. 
Capa 3.

Transporte Se corresponde con las capas 4, 5 y 6 del modelo OSI. Se encarga de gestionar el envío de información entre las dos entidades que se comunican, de un extremo al otro de la línea de comunicación, con la posibilidad de detectar y reparar errores durante el proceso. Capa 4. Aplicación Se corresponde con la capa 7 del modelo OSI. Es la capa más alta del modelo TCP/IP e incluye las aplicaciones y los procesos con los que se produce el intercambio de datos en la capa anterior. 

3.3. Protocolos de comunicación.

Los protocolos son un conjunto de normas que, aplicadas a un proceso de comunicación, permiten que dos entidades intercambien información.

Protocolos de capa 1: Hacen alusión al tipo de medio que se utilizará para establecer la conexión, mediante cableado o inalámbrica, así como a las características de dicho medio. Los más representativos son:

• Cable coaxial: utilizado en las primeras redes. Lo hay de distintos grosores, con diferentes características. En la actualidad este cable se utiliza en algunos tramos de distribuciones de redes extensas. 
•  Cable UTP: es el cable más utilizado en redes de área local. Existen distintos tipos, cada uno con características diferentes. 
• Fibra óptica: empleado mayoritariamente en redes de gran longitud. Es el medio que resulta más veloz para transmitir. 
• Ondas: infrarrojas, microondas, de radio, etc. 

Protocolos de capa 2:Aquí destacamos los protocolos específicos de la interfaz que se utiliza para conectar la entidad a la red de comunicaciones. Entre los más característicos están:

• Ethernet: orientado a redes de área local. Permite operar hasta a 10 Mbps. ■ Fast Ethernet: es una mejora de Ethernet, donde la velocidad puede llegar hasta los 100 Mbps. ■ Gigabit Ethernet: mejora de Fast Ethernet hasta 1 000 Mbps. 
• 10-Gigabit Ethernet: revisión del estándar Gigabit Ethernet que prevé una mejora en la velocidad de hasta 10 Gbps. 

Protocolos de capa 3: El protocolo más característico de esta capa es el protocolo IP. Su finalidad es conseguir que la información viaje del origen al destino a través de la mejor ruta posible. Para ello, a cada entidad de la red le asigna un valor llamado dirección IP.

Protocolos de capa 4 :  Los principales protocolos en esta capa son:

• UDP: se basa en el envío de paquetes al destino sin necesidad de una conexión previa con este. Cada paquete contiene información suficiente como para llegar al destino por su cuenta. Es un protocolo donde no existe sincronización ni confirmación de llegada, por lo que algunos paquetes pueden adelantar a otros o incluso no llegar nunca. Se utiliza cuando es más importante la velocidad de la transmisión que la integridad de lo que se transmite (por ejemplo, audio o vídeo). 
• TCP: junto con IP, es uno de los principales protocolos de Internet. Al contrario que UDP, TCP establece una conexión entre emisor y receptor, garantizando que los datos que se transmiten llegan en el mismo orden en que se transmiten y sin errores. Este protocolo es la base de gran parte de las aplicaciones que trabajan sobre Internet, así como de muchos de los protocolos de capas superiores. Ejemplo de una transmisión utilizando el protocolo TCP. 

Protocolos de capa 5: Los protocolos que destacamos en esta capa son los siguientes:

• RPC: es un protocolo utilizado para establecer conexiones remotas, de forma que un equipo pueda trabajar sobre otro sin necesidad de preocuparse por sus comunicaciones. Este protocolo, hoy en día, es la base para la asistencia remota, así como para la ejecución de remota de aplicaciones y de los denominados servicios web. 
• SSL y TLS: Tanto SSL como su sucesor, TLS, son protocolos cuya finalidad es encriptar la información que se transmite para que solo pueda ser descifrada por el receptor. Este protocolo se utiliza en capas superiores para dar seguridad a otros protocolos, como puedan ser los de correo electrónico o los de interpretación de página web. 

Protocolos de capa 6 : No hay protocolos a destacar en esta capa.

Protocolos de capa 7 : Esta capa es la que más protocolos representativos tiene ya que, al fin y al cabo, es con la que interactúa el usuario. Los más representativos son:

• HTTP: quizás es el protocolo más conocido por los usuarios de Internet. Se encarga de publicar e interpretar páginas web. La versión de HTTP con SSL/TLS se llama HTTPS. 
• SMTP: protocolo empleado para remitir correo electrónico. 
•  POP3 e IMAP: protocolos empleados para recibir el correo electrónico. IMAP es una mejora de POP3. 
•  FTP: protocolo orientado a la transferencia de archivos haciendo uso del protocolo TCP. Como en HTTP, la versión segura de FTP se denomina FTPS

3. Redes de comunicaciones.

3. Redes de comunicaciones.

 Podemos considerar una red de comunicaciones la compuesta por dos o más entidades cuya finalidad es intercambiar información. Esta información, cuando se trata de equipos informáticos, viaja en forma de paquetes de datos, que contienen secuencias de ceros y unos.

3.1. El modelo de referencia OSI.

Este modelo divide las funciones de la comunicación en siete capas, de manera que cada una se comunica con la anterior y con la siguiente.

• Capa 1. Física Define las especificaciones eléctricas, mecánicas y funcionales de todos los equipos que intervienen en el proceso de comunicación. 
• Capa 2. Enlace a datos Se ocupa de la transferencia de las cadenas de datos (en este nivel llamadas tramas) de una entidad a otra, así como de detectar y corregir errores en este proceso. Aquí tiene importancia el código que identifica a la interfaz de comunicación del equipo (dirección MAC).
• Capa 3. Red Su misión es enrutar las cadenas de datos (en este nivel llamadas paquetes) entre entidades de la misma red o incluso de distintas redes, estén o no éstas conectadas directamente. En este nivel a cada entidad se le asigna un código lógico llamado dirección IP, del cual hablaremos extensamente más adelante.
• Capa 4. Transporte Se encarga de segmentar las cadenas de datos a transmitir (en este nivel llamadas segmentos) y transportarlas de una entidad a otra, con independencia del tipo de red que se utilice. Capa 5. Sesión Tiene como misión el controlar el enlace que se ha establecido en la capa anterior entre las dos entidades que se comunican, así como mantenerlo o reestablecerlo en el caso de que la transmisión de datos se interrumpa.
• Capa 6. Presentación Su objetivo es representar la información que se ha transmitido, con independencia del código empleado. En esta capa empieza a prestarse más atención a la información que se transmite que al proceso de comunicación de esta en sí. 
• Capa 7. Aplicación Se encarga de proporcionar el acceso a los servicios propios de cada una de las capas anteriores, así como de establecer los diferentes protocolos que se utilizarán para intercambiar información

2. Representación de la información, 2.1 Representación de codificación y 2.2 Medida de la información.

2. Representación de la información.

En cualquier medio de comunicación la información que forma parte del mensaje debe ser representada de forma que el receptor pueda posteriormente interpretarla. No siempre el emisor y el receptor utilizan el mismo código. Cuando eso ocurre, hay un elemento intermediario que se encarga de traducir los lenguajes de ambos, de forma que recibe la información de uno, la interpreta y se la representa al otro en el lenguaje que entiende. En cualquier caso, la información debe codificarse en un determinado lenguaje para poder transmitirla. En el caso de los humanos, utilizamos como lenguaje nuestro idioma, signos, iconos, etc.

2.1. Los sistemas de codificación.

Para codificar un mensaje es necesario emplear un sistema de codificación. Esta compuesto por un conjunto de símbolos y una serie de normas que definen cómo utilizarlos. Un mensaje estará formado por una cadena de símbolos, colocados de acuerdo a las normas del sistema de codificación.
Por regla general, la posición del símbolo en la cadena define el valor de este en la misma.

• Sistema decimal:

D = { 0 , 1 , 2 , 3 , 4 , 5 , 6 , 7 , 8 , 9 }

• Sistema binaria:

B = { 0 , 1 }

• Traducción del sistema decimal al binario.

El procedimiento para convertir una cadena de sistema decimal al sistema binario es el siguiente:

• Traducción del sistema binario al decimal.

Para convertir una cadena binaria al sistema decimal seguimos el siguiente procedimiento:

2.2. Medida de la información.

La información que se almacena en los equipos informáticos ocupa un espacio. Ese espacio se mide en bits y, como recordarás, un bit es la unidad mínima de información. A partir del bit existen otras magnitudes derivadas, las cuales se utilizan habitualmente para indicar las capacidades de memoria, de discos duros, de tamaño de archivos, etc.

1. Elementos de un sistema de comunicación.

1. Elementos de un sistema de comunicación.

En este proceso intervienen los siguientes elementos:

• Emisor:es la entidad que transmite la información.

• Receptor: es la entidad que recibe la información.
• Mensaje:es la información que el emisor transmite al receptor.
• Canal:es el medio por el que se transmite el mensaje.
• Código:es el conjunto de signos, reglas y normas (lenguaje) que se emplean para construir el mensaje.

Todo proceso de comunicación debe estar regido por una serie de normas, conocidas por el nombre de protocolo de comunicación, que de-terminen, entre otros aspectos:

• Cómo se debe iniciar y finalizar la comunicación.
• Qué nivel de lenguaje se va a utilizar o, si se permiten varios, cuáles son y cómo pueden emplearse.
• La tolerancia al ruido y a los fallos en la comunicación.
• Cómo actuar en el caso de que la comunicación se interrumpa de forma involuntaria o de que no haya podido llevarse a cabo adecuadamente.

No todos los procesos de comunicación pueden llevarse a cabo con un 100 % de fiabilidad; a veces se producen fallos en los diferentes elementos del sistema.