¿Cómo funciona Internet? ¿Cómo trabaja?

2024 Autor: Angel Austin | [email protected]. Última modificación: 2023-12-17 05:23

¿Cómo funciona Internet? ¡Buena pregunta! Su crecimiento se ha disparado y los sitios.com aparecen constantemente en la televisión, la radio y las revistas. Dado que se ha convertido en una parte importante de nuestras vidas, es necesario comprenderlo bien para utilizar esta herramienta de la manera más eficaz. Este artículo explica los conceptos y tipos de Internet, su infraestructura básica y las tecnologías que la hacen posible.

Red mundial

Internet suele definirse de la siguiente manera. Es una red global de recursos informáticos conectados por líneas de comunicación de alto rendimiento y un espacio de direcciones común. Por lo tanto, cada dispositivo conectado a él debe tener una identificación única. ¿Cómo se organiza la dirección IP de una computadora? Las direcciones de Internet IPv4 se escriben en la forma nnn.nnn.nnn.nnn, donde nnn es un número entre 0 y 255. La abreviatura IP significa Internetworking Protocol. Este es uno de los conceptos básicos de Internet, pero hablaremos de eso más adelante. Por ejemplo, una computadora tieneel id es 1.2.3.4 y el otro es 5.6.7.8.

Si se conecta a Internet a través de un ISP, al usuario generalmente se le asigna una dirección IP temporal durante la sesión de acceso remoto. Si la conexión se realiza desde una red de área local (LAN), la computadora puede tener una identificación permanente o una identificación temporal proporcionada por un servidor DHCP (protocolo de configuración dinámica de host). En cualquier caso, si la PC está conectada a Internet, entonces tiene una dirección IP única.

Programa de ping

Si está utilizando el sistema operativo Microsoft Windows o una de las versiones de Unix, hay un programa útil que le permite comprobar su conexión a Internet. Se llama ping, probablemente por el sonido que hacían los viejos sonares submarinos. Si está utilizando Windows, debe iniciar una ventana del símbolo del sistema. En el caso de un sistema operativo que sea una variedad de Unix, debe ir a la línea de comando. Si escribe, por ejemplo, ping www.yahoo.com, el programa enviará un mensaje de solicitud de eco ICMP (Protocolo de mensajes de control de Internet) a la computadora especificada. La máquina sondeada responderá. El programa ping cuenta el tiempo que tarda en devolver una respuesta (si lo hace). Además, si ingresa un nombre de dominio (por ejemplo, www.yahoo.com), la utilidad mostrará la dirección IP de la computadora.

Paquetes de protocolos

Entonces, la computadora está conectada a la red y tiene una dirección única. Para dejar en claro a los "tontos" cómo funciona Internet, debe comprender cómo funciona una PC."habla" con otras máquinas. Supongamos que la dirección IP del dispositivo del usuario es 1.2.3.4 y desea enviar un mensaje "¡Hola, computadora 5.6.7.8!" a la máquina con la dirección 5.6.7.8. Obviamente, el mensaje debe transmitirse por cualquier canal que conecte la PC del usuario a Internet. Digamos que se envía un mensaje por teléfono. Es necesario convertir el texto en señales electrónicas, transmitirlas y luego volver a presentarlas como texto. ¿Cómo se logra esto? Mediante el uso de un paquete de protocolo. Es necesario que cada computadora se comunique en la red global y generalmente está integrado en el sistema operativo. El paquete se llama TCP/IP debido a los 2 protocolos de comunicación principales que se utilizan en él. La jerarquía TCP/IP es la siguiente:

• Capa de aplicación. Utiliza protocolos específicos de WWW, correo electrónico, FTP, etc.
• Capa de protocolo de control de transmisión. TCP dirige paquetes a programas específicos utilizando un número de puerto.
• Capa de protocolo de Internet. IP dirige paquetes a una computadora específica usando una dirección IP.
• Nivel de hardware. Convierte datos binarios en señales de red y viceversa (por ejemplo, tarjeta de red Ethernet, módem, etc.).

Si sigues la ruta de "¡Hola, computadora 5.6.7.8!" Algo como esto sucederá:

1. El procesamiento de mensajes comienza en el protocolo de la capa superior y continúa hacia abajo.
2. Si el mensaje que se envía es largo, cada nivel por el que pasapasa, puede dividirlo en piezas de datos más pequeñas. Esto se debe a que la información enviada a través de Internet (y la mayoría de las redes informáticas) está en piezas manejables llamadas paquetes.
3. Los paquetes se envían a la capa de transporte para su procesamiento. A cada uno se le asigna un número de puerto. Muchos programas son capaces de usar el paquete de protocolo TCP/IP y enviar mensajes. Necesita saber cuál en la computadora de destino debe recibir el mensaje porque estará escuchando en un puerto específico.
4. Además, los paquetes van al nivel IP. Aquí cada uno de ellos recibe una dirección de destino (5.6.7.8).
5. Ahora que los paquetes de mensajes tienen un número de puerto y una dirección IP, están listos para enviarse por Internet. El nivel de hardware se ocupa de que los paquetes que contienen el texto del mensaje se conviertan en señales electrónicas y se transmitan por la línea de comunicación.
6. En el otro extremo, el ISP tiene una conexión directa a Internet. El enrutador verifica la dirección de destino de cada paquete y determina dónde enviarlo. A menudo, la siguiente parada es otro enrutador.
7. Finalmente, los paquetes llegan a la computadora 5.6.7.8. Aquí, su procesamiento comienza desde los protocolos de la capa inferior y avanza hacia arriba.
8. A medida que los paquetes atraviesan niveles más altos de TCP/IP, eliminan cualquier información de enrutamiento agregada por la computadora emisora (como la dirección IP y el número de puerto).
9. Cuando un mensaje llega al protocolo de capa superior, los paquetes se vuelven a ensamblar en su forma original.

Internet residencial

Así que todo lo anterior explica cómo se mueven los paquetes de una computadora a otra a través de la WAN. Pero, ¿qué sucede en el medio? ¿Cómo funciona realmente Internet?

Considere una conexión física a través de la red telefónica a un proveedor de servicios de telecomunicaciones. Esto requiere alguna explicación de cómo funciona un ISP. El proveedor de servicios configura un conjunto de módems para sus clientes. Por lo general, está conectado a una computadora dedicada que controla la dirección del flujo de datos desde el módem hasta la red troncal de Internet o un enrutador dedicado. Esta configuración se puede denominar servidor de puertos porque maneja el acceso a la red. También recopila información sobre el tiempo de uso, así como la cantidad de datos enviados y recibidos.

Después de que los paquetes pasan por la red telefónica y el equipo local del proveedor, se envían a la red troncal del proveedor oa la parte de su ancho de banda alquilado por él. Desde aquí, los datos generalmente pasan a través de varios enrutadores y redes troncales, líneas arrendadas, etc., hasta que encuentran su destino: una computadora con la dirección 5.6.7.8. Así funciona Internet en casa. Pero, ¿sería malo que el usuario supiera la ruta exacta de sus paquetes a través de la red global? Es posible.

Trazar ruta

Cuando se conecta a Internet desde una computadora con Microsoft Windows o una variación de Unix, otro programa útil es útil. Se llama Traceroute e indica el camino quelos paquetes pasan, llegando a una dirección IP específica. Al igual que ping, debe ejecutarse desde la línea de comandos. En Windows, use el comando tracert www.yahoo.com y en Unix, traceroute www.yahoo.com. Al igual que ping, la utilidad le permite ingresar direcciones IP en lugar de nombres de dominio. Traceroute imprimirá una lista de todos los enrutadores, computadoras y otras entidades de Internet que los paquetes deben atravesar para llegar a su destino.

Infraestructura

¿Cómo está estructurada técnicamente la red troncal de Internet? Consiste en muchas redes grandes conectadas entre sí. Estas grandes redes se conocen como proveedores de servicios de red o NSP. Algunos ejemplos son UUNet, IBM, CerfNet, BBN Planet, PSINet, SprintNet, etc. Estas redes se comunican entre sí para intercambiar tráfico. Cada NSP requiere una conexión a tres puntos de acceso a la red (NAP). En ellos, el tráfico de paquetes puede moverse de una red troncal a otra. Los NSP también están conectados a través de las estaciones de enrutamiento MAE de la ciudad. Estos últimos cumplen la misma función que NAP, pero son de propiedad privada. Los NAP se usaron originalmente para conectarse a la red global. Tanto MAE como NAP se denominan Puntos de Intercambio de Internet o IX. Los proveedores de red también venden ancho de banda a redes pequeñas como ISP.

La infraestructura subyacente de NSP en sí es un esquema complejo. La mayoría de los proveedores de red publican mapas de infraestructura de red en sus sitios web, que se pueden encontrar fácilmente. retratar de manera realista cómoInternet está configurado, sería casi imposible debido a su tamaño, complejidad y estructura en constante cambio.

Jerarquía de enrutamiento

Para comprender cómo funciona Internet, debe comprender cómo los paquetes encuentran el camino correcto a través de la red. ¿Todas las PC conectadas a la red saben dónde se encuentran otras PC? ¿O los paquetes simplemente se "traducen" a cada máquina en Internet? La respuesta a ambas preguntas es negativa. Nadie sabe dónde están otras computadoras y los paquetes no se envían a todas las máquinas al mismo tiempo. La información utilizada para enviar datos a sus destinos está contenida en tablas almacenadas en cada enrutador conectado a la red, otro concepto de Internet.

Los enrutadores son conmutadores de paquetes. Por lo general, se conectan entre redes para reenviar paquetes entre ellas. Cada enrutador conoce sus subredes y qué direcciones utilizan. El dispositivo, por regla general, no conoce las direcciones IP del nivel "superior". Los troncales NSP grandes se conectan a través de NAP. Sirven a varias subredes, y esas sirven incluso a más subredes. En la parte inferior están las redes locales con computadoras conectadas.

Cuando un paquete llega a un enrutador, este último verifica la dirección IP colocada allí por la capa de protocolo IP en la máquina de origen. Luego se verifica la tabla de enrutamiento. Si se encuentra la red que contiene la dirección IP, el paquete se envía allí. De lo contrario, sigue la ruta predeterminada, generalmente al siguiente enrutador en la jerarquía de la red. Con la esperanza de que sabrá dónde enviar el paquete. Si esto no sucede, los datos subirán hasta que lleguen a la red troncal del NSP. Los enrutadores ascendentes contienen las tablas de enrutamiento más grandes y aquí es donde el paquete se enviará a la red troncal correcta donde comenzará su viaje "descendente".

Nombres de dominio y resolución de direcciones

¿Pero qué sucede si no sabe la dirección IP de la computadora a la que desea conectarse? ¿Qué sucede si necesita acceso a un servidor web llamado www.anothercomputer.com? ¿Cómo sabe el navegador dónde está esta computadora? La respuesta a todas estas preguntas es el Servicio de nombres de dominio DNS. Este concepto de Internet se refiere a una base de datos distribuida que realiza un seguimiento de los nombres de las computadoras y sus correspondientes direcciones IP.

Muchas máquinas están conectadas a la base de datos DNS y al software que le permite acceder a ella. Estas máquinas se conocen como servidores DNS. No contienen toda la base de datos, sino solo un subconjunto de ella. Si el servidor DNS no tiene el nombre de dominio solicitado por otra computadora, entonces lo redirige a otro servidor.

El Servicio de Nombres de Dominio está estructurado como una jerarquía similar a la del enrutamiento IP. La computadora que solicita la resolución de nombres será redirigida "hacia arriba" en la jerarquía hasta que se encuentre un servidor DNS que pueda resolver el nombre de dominio en la solicitud.

Cuando se configura una conexión a Internet (por ejemplo, a través de una red de área local oa través de una conexión de acceso telefónico en Windows), el servidor DNS principal y uno o más secundarios generalmente se especifican durante la instalación. Por lo tanto,cualquier aplicación que necesite resolución de nombres de dominio podrá funcionar normalmente. Por ejemplo, cuando ingresa un nombre de dominio en un navegador, este último se conecta al servidor DNS principal. Después de obtener la dirección IP, la aplicación se conectará a la computadora de destino y solicitará la página web deseada.

Descripción general de los protocolos de Internet

Como se señaló anteriormente en la sección sobre TCP/IP, se utilizan muchos protocolos en la WAN. Estos incluyen TCP, IP, enrutamiento, control de acceso a medios, capa de aplicación, etc.. Las siguientes secciones describen algunos de los protocolos más importantes y de uso común. Esto le permitirá comprender mejor cómo se organiza Internet y cómo funciona. Los protocolos se discuten en orden descendente de su nivel.

HTTP y World Wide Web

Uno de los servicios más utilizados en Internet es la World Wide Web (WWW). El protocolo de capa de aplicación que habilita la WAN es el Protocolo de transferencia de hipertexto o HTTP. No debe confundirse con el lenguaje de marcado de hipertexto HTML que se usa para escribir páginas web. HTTP es el protocolo que utilizan los navegadores y servidores para comunicarse entre sí. Es un protocolo de capa de aplicación porque algunos programas lo utilizan para comunicarse entre sí. En este caso, se trata de navegadores y servidores.

HTTP es un protocolo sin conexión. Los clientes (navegadores) envían solicitudes a los servidores de elementos web como páginas e imágenes. Después de su servicio, la conexiónapaga. Para cada solicitud, la conexión debe establecerse nuevamente.

La mayoría de los protocolos están orientados a la conexión. Esto significa que las computadoras que se comunican entre sí se comunican a través de Internet. Sin embargo, HTTP no lo es. Antes de que un cliente pueda realizar una solicitud HTTP, el servidor debe establecer una nueva conexión.

Para comprender cómo funciona Internet, debe saber qué sucede cuando ingresa una URL en un navegador web:

1. Si la URL contiene un nombre de dominio, el navegador primero se conecta al servidor de nombres de dominio y obtiene la dirección IP correspondiente.
2. El navegador se conecta al servidor y envía una solicitud HTTP para la página deseada.
3. El servidor recibe la solicitud y comprueba la página correcta. Si existe, envíelo. Si el servidor no puede encontrar la página solicitada, envía un mensaje de error HTTP 404. (404 significa Página no encontrada, como probablemente sabrá cualquiera que haya navegado por sitios web).
4. El navegador recibe lo solicitado y se cierra la conexión.
5. El navegador analiza la página y busca otros elementos necesarios para completarla. Por lo general, se trata de imágenes, applets, etc.
6. Para cada elemento, el navegador realiza conexiones adicionales y solicitudes HTTP al servidor.
7. Cuando todas las imágenes, applets, etc. hayan terminado de cargarse, la página se cargará por completo en la ventana del navegador.

Uso del cliente Telnet

Telnet es un servicio de terminal remoto utilizado en Internet. Su uso ha disminuido, pero es una herramienta útil para explorar la red global. En Windows, el programa se puede encontrar en el directorio del sistema. Después de iniciarlo, debe abrir el menú "Terminal" y seleccionar Eco local en la ventana de configuración. Esto significa que puede ver su solicitud HTTP a medida que la ingresa.

En el menú "Conexión", seleccione el elemento "Sistema remoto". A continuación, ingrese www.google.com para el nombre de host y 80 para el puerto. De forma predeterminada, el servidor web escucha en este puerto. Después de hacer clic en Conectar, debe ingresar GET/HTTP/1.0 y presionar Entrar dos veces.

Esta es una simple solicitud HTTP a un servidor web para obtener su página raíz. El usuario debería echarle un vistazo y luego aparecerá un cuadro de diálogo que indica que se ha perdido la conexión. Si desea guardar la página recuperada, debe habilitar el registro. A continuación, puede ver la página web y el código HTML que se utilizó para crearla.

La mayoría de los protocolos de Internet que definen cómo funciona Internet se describen en documentos conocidos como Solicitud de comentarios o RFC. Se pueden encontrar en Internet. Por ejemplo, la versión 1.0 de HTTP se describe en RFC 1945.

Protocolos de aplicación: SMTP y correo electrónico

Otro servicio de Internet muy utilizado es el correo electrónico. Utiliza un protocolo de capa de aplicación llamado Protocolo simple de transferencia de correo o SMTP. Este también es un protocolo de texto, pero a diferencia de HTTP, SMTP está orientado a la conexión. Además, también es más complejo que HTTP. Hay más comandos y aspectos en SMTP que en

Al abrir el cliente de correo para leerlos mensajes de correo electrónico suelen ser así:

1. El cliente de correo (Lotus Notes, Microsoft Outlook, etc.) abre una conexión con el servidor de correo predeterminado, cuya dirección IP o nombre de dominio suele configurarse durante la instalación.
2. El servidor de correo siempre envía el primer mensaje para identificarse.
3. El cliente envía un comando SMTP HELO, al que recibe una respuesta 250 OK.
4. Dependiendo de si el cliente está revisando o enviando correo, etc., los comandos SMTP apropiados se envían al servidor para que pueda responder en consecuencia.

Esta transacción de solicitud/respuesta continuará hasta que el cliente envíe un comando QUIT. El servidor se despedirá y la conexión se cerrará.

Protocolo de control de transmisión

Debajo de la capa de aplicación en la pila de protocolos se encuentra la capa TCP. Cuando los programas abren una conexión a otra computadora, los mensajes que envían pasan a la capa TCP. Este último es responsable de enrutar los protocolos de aplicación al software apropiado en la computadora de destino. Para esto, se utilizan números de puerto. Los puertos se pueden considerar como canales separados en cada computadora. Por ejemplo, mientras lee el correo electrónico, puede navegar por la web al mismo tiempo. Esto se debe a que el navegador y el cliente de correo utilizan números de puerto diferentes. Cuando un paquete llega a una computadora y sube por la pila de protocolos, la capa TCP determina qué programa recibe el paquete ennúmero de puerto.

Los números de puerto para algunos de los servicios de Internet más utilizados se enumeran a continuación:

• FTP – 20/21.
• Telnet – 23.
• SMTP–25.
• HTTP – 80.

Protocolo de transporte

TCP funciona así:

• Cuando la capa TCP recibe datos del protocolo de la capa de aplicación, los divide en "fragmentos" manejables y luego agrega un encabezado a cada uno de ellos con información sobre el número de puerto al que se deben enviar los datos.
• Cuando la capa TCP recibe un paquete de una capa IP inferior, los datos del encabezado se eliminan del paquete. Si es necesario, se pueden restaurar. Luego, los datos se envían a la aplicación requerida en función del número de puerto.

Así es como los mensajes viajan por la pila de protocolos hasta la dirección correcta.

TCP no es un protocolo basado en texto. Es un servicio de transferencia de bytes fiable y orientado a la conexión. Orientado a la conexión significa que dos aplicaciones que usan TCP deben establecer una conexión antes de intercambiar datos. El protocolo de transporte es confiable porque por cada paquete recibido, se envía un acuse de recibo al remitente para confirmar la entrega. El encabezado TCP también incluye una suma de comprobación para comprobar si hay errores en los datos recibidos.

No hay espacio para una dirección IP en el encabezado del protocolo de transporte. Esto se debe al hecho de que su tarea es proporcionar una recepción confiable de los datos de la capa de aplicación. La tarea de transferir datos entre computadoras la realiza IP.

Protocolo de Internet

BA diferencia de TCP, IP es un protocolo no confiable y sin conexión. A IP no le importa si el paquete llega a su destino o no. IP también desconoce las conexiones y los números de puerto. El trabajo de IP es enviar datos a otras computadoras. Los paquetes son entidades independientes y pueden llegar desordenados o no llegar a su destino. La tarea de TCP es asegurarse de que los datos se reciban y ubiquen correctamente. Lo único que IP tiene en común con TCP es cómo recibe datos y agrega su propia información de encabezado de IP a los datos de TCP.

Los datos de la capa de aplicación se segmentan en la capa del protocolo de transporte y se adjuntan con un encabezado TCP. A continuación, el paquete se forma a nivel de IP, se le agrega un encabezado de IP y luego se transmite a través de la red global.

Cómo funciona Internet: libros

Para usuarios novatos, existe una extensa literatura disponible sobre este tema. La serie "For Dummies" es popular entre los lectores. Cómo funciona Internet, puede aprender de los libros "Internet" y "Usuarios e Internet". Lo ayudarán a seleccionar rápidamente un proveedor, conectarse a la red, enseñarle cómo usar un navegador, etc. Para los principiantes, los libros serán guías útiles para la red global.

Conclusión

Ahora debería quedar claro cómo funciona Internet. Pero, ¿cuánto tiempo permanecerá así? La versión 4 de IP utilizada anteriormente, que permitía solo 2³² direcciones, ha sido reemplazada por IPv6 con 2^{128 direcciones teóricamente posibles. Internet ha recorrido un largo camino desde su inicio como un proyecto de investigación del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Nadie sabe en qué se convertirá. Una cosa es cierta: Internet conecta al mundo como ningún otro mecanismo. La Era de la Información está en pleno apogeo, y es un gran placer ser testigo de ello.}