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Máscara de red

La máscara de red es una combinación de bits que sirve para delimitar el ámbito de una red de computadoras. Su función es indicar a los dispositivos qué parte de la dirección IP es el número de la red, incluyendo la subred, y qué parte es la correspondiente al host.

Funcionamiento

Básicamente, mediante la máscara de red una computadora (principalmente la puerta de enlace, router...) podrá saber si debe enviar los datos dentro o fuera de las redes. Por ejemplo, si el router tiene la ip 192.168.1.1 y máscara de red 255.255.255.0, entiende que todo lo que se envía a una IP que empiece por 192.168.1 va para la red local y todo lo que va a otras ips, para fuera (internet, otra red local mayor...).

Supongamos que tenemos un rango de direcciones IP desde 10.0.0.0 hasta 10.255.255.255. Si todas ellas formaran parte de la misma red, su máscara de red sería: 255.0.0.0. También se puede escribir como 10.0.0.0/8

Como la máscara consiste en una seguidilla de unos consecutivos, y luego ceros (si los hay), los números permitidos para representar la secuencia son los siguientes: 0, 128, 192, 224, 240, 248, 252, 254, y 255.

La representación utilizada se define colocando en 1 todos los bits de red (máscara natural) y en el caso de subredes, se coloca en 1 los bits de red y los bits de host usados por las subredes. Así, en esta forma de representación (10.0.0.0/8) el 8 sería la cantidad de bits puestos a 1 que contiene la máscara en binario, comenzando desde la izquierda. Para el ejemplo dado (/8), sería 11111111.00000000.00000000.00000000 y en su representación en decimal sería 255.0.0.0.

Una máscara de red representada en binario son 4 octetos de bits (11111111.11111111.11111111.11111111).

Ejemplo

8bit x 4 octetos = 32 bit. (11111111.11111111.11111111.11111111 = 255.255.255.255)

8bit x 3 octetos = 24 bit. (11111111.11111111.11111111.00000000 = 255.255.255.0)

8bit x 2 octetos = 16 bit. (11111111.11111111.00000000.00000000 = 255.255.0.0)

8bit x 1 octetos = 8 bit. (11111111.00000000.00000000.00000000 = 255.0.0.0)

En el ejemplo 10.0.0.0/8, según lo explicado anteriormente, indicaría que la máscara de red es 255.0.0.0

Las máscaras de redes, se utilizan como validación de direcciones realizando una operación AND lógica entre la dirección IP y la máscara para validar al equipo cosa que permite realizar una verificación de la dirección de la Red y con un OR y la máscara negada se obtiene la dirección del broadcasting.

Tabla de máscaras de red

MÀSCARAS DE RED

Binario Decimal CIDR Nº HOSTs Clase

11111111.11111111.11111111.11111111 255.255.255.255 /32 1

11111111.11111111.11111111.11111110 255.255.255.254 /31 2

2

11111111.11111111.11111111.11111100 255.255.255.252 /30 4

11111111.11111111.11111111.11111000 255.255.255.248 /29 8

11111111.11111111.11111111.11110000 255.255.255.240 /28 16

11111111.11111111.11111111.11100000 255.255.255.224 /27 32

11111111.11111111.11111111.11000000 255.255.255.192 /26 64

11111111.11111111.11111111.10000000 255.255.255.128 /25 128

11111111.11111111.11111111.00000000 255.255.255.0 /24 256 C

11111111.11111111.11111110.00000000 255.255.254.0 /23 512

11111111.11111111.11111100.00000000 255.255.252.0 /22 1024

11111111.11111111.11111000.00000000 255.255.248.0 /21 2048

11111111.11111111.11110000.00000000 255.255.240.0 /20 4096

11111111.11111111.11100000.00000000 255.255.224.0 /19 8192

11111111.11111111.11000000.00000000 255.255.192.0 /18 16384

11111111.11111111.10000000.00000000 255.255.128.0 /17 32768

11111111.11111111.00000000.00000000 255.255.0.0 /16 65536 B

3

11111111.11111110.00000000.00000000 255.254.0.0 /15 131072

11111111.11111100.00000000.00000000 255.252.0.0 /14 262144

11111111.11111000.00000000.00000000 255.248.0.0 /13 524288

11111111.11110000.00000000.00000000 255.240.0.0 /12 1048576

11111111.11100000.00000000.00000000 255.224.0.0 /11 2097152

11111111.11000000.00000000.00000000 255.192.0.0 /10 4194304

11111111.10000000.00000000.00000000 255.128.0.0 /9 8388608

11111111.00000000.00000000.00000000 255.0.0.0 /8 16777216 A

11111110.00000000.00000000.00000000 254.0.0.0 /7 33554432

11111100.00000000.00000000.00000000 252.0.0.0 /6 67108864

11111000.00000000.00000000.00000000 248.0.0.0 /5 134217728

11110000.00000000.00000000.00000000 240.0.0.0 /4 268435456

11100000.00000000.00000000.00000000 224.0.0.0 /3 536870912

11000000.00000000.00000000.00000000 192.0.0.0 /2 1073741824

10000000.00000000.00000000.00000000 128.0.0.0 /1 2147483648

4

00000000.00000000.00000000.00000000 0. /0 4294967296

Máscara de subred

La máscara de subred es un código numérico que forma parte de la dirección IP (Dirección de una computadora usada en internet) de los computadores, tiene el mismo formato que la dirección IP, pero afecta sólo a un segmento particular de la red. Se utiliza para dividir grandes redes en redes menores, facilitando la administración y reduciendo el tráfico inútil, de tal manera que será la misma para ordenadores de una misma subred.

Por ejemplo:

Decimal Binario

IP: 010.010.123.160 00001010.00001010.01111011.10/100000

MS: 255.255.255.192 11111111.11111111.11111111.11/000000

GW: 010.010.123.129 00001010.00001010.01111011.10/000001

Como se ve en el ejemplo anterior la fila binaria de la máscara de subred determina que la todas las IP de esa subred incluido el Gateway deben ser iguales hasta la línea y distintas después de la línea. La dirección IP completa se calcula realizando un AND lógico sólo con aquellos bits que indique la máscara de subred (MS). El número total de direcciones IP que tiene esa subred es inversamente proporcional al número de bits encendidos en la máscara de red. Esa subred suele llamarse LAN La puerta de enlace puede ser cualquier IP dentro de ese rango (subred) pero algunos adoptan la norma de que cumplan el que (IP & MS)+1 = GW (gateway, puerta de enlace). Algunos controladores de protocolo tcp/IP rechazan todos los paquetes que no cumplen esta norma. La puerta de enlace la utilizan los protocolos de tcp/IP para enviar aquellos paquetes cuyo destino se encuentra fuera del rango de la subred definida por la máscara de red (si el paquete va destinado a algún ordenador cuya IP se encuentre fuera del rango establecido por la máscara de red, utilizaran la puerta de enlace que generalmente es un router o enrutador que se encarga de enviarlos a otras redes .De esta manera se optimiza el trabajo que realiza el PC. A veces llamamos o confundimos router con puerta de enlace: La puerta de enlace es en definitiva es la dirección IP del router. Dirección que ha de estar dentro de la subred. La dirección IP del router se programa en el mismo router. La mayoría de los router vienen con una dirección de fábrica, modificable a través de un puerto serie o por red mediante http, telnet u otros protocolos. Esta dirección modificable es la puerta de enlace de la red. El router generalmente tiene dos direcciones IP cada una en un rango distinto por ejemplo una en el rango de una subred pequeña de 16 ordenadores y otra en otra subred más grande cuyo gateway o puerta de enlace nos da acceso a internet Solo se ven entre si los equipos de cada subred o aquellos que tengan enrutadores y puertas de enlace bien definidas para enviar paquetes y recibir respuestas. De este modo se forman y definen las rutas de comunicación entre ordenadores de distintas subredes. Los enrutadores además realizan varias funciones entre ellas la denominada NAT que consiste en llevar la cuenta del origen de los paquetes para que cuando lleguen las respuestas sean enviadas al ordenador que procede Cuando un router comunica con un ISP o proveedor de servicios de internet generalmente se les asigna una dirección pública o externa la cual no es modificable sino asignada por la empresa suministradora (ISP) de ADSL/RDSI. En resumen la máscara lo que determina es que paquetes que circulan por la LAN se acepten por algún ordenador de la LAN o y que paquetes han de salir fuera de la LAN (por el router

De esta manera, si se escribe en el navegador una IP: 182.23.112.9, el equipo enviara la petición web, ftp, etc.) directamente a la dirección especificada por la puerta de enlace (es decir el router. ningún equipo de la subred (LAN) atenderá estos paquetes por no estar dentro de su subred (LAN).

En el ejemplo anterior, la máscara da 6 bits (los que quedan a 0, es decir, 64 posibilidades, no de 1 a 64 sino 64 posibilidades) para programar las IP y la puerta de enlace de la LAN, es decir, el último byte para la IP y la puerta de enlace, en nuestro ejemplo debería tomarse entre 10000000 y 10111111, es decir, entre 128 y 191. Lo normal es darle a la puerta de enlace (router) la dirección más baja, indicando que es el primer equipo que se instala en la LAN.

Hay ciertos programas (p.e. Ethereal) que programan la tarjeta en un modo llamado 'promiscuo' en el que se le dice a la tarjeta de red que no filtre los paquetes según la norma explicada, aceptando todos los paquetes para poder hacer un análisis del tráfico que circula por la subred y puede ser escuchado por el PC.

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Las máscaras 255.0.0.0 (clase A), 255.255.0.0 (clase B) y 255.255.255.0 (clase C) suelen ser suficientes para la mayoría de las redes privadas. Sin embargo, las redes más pequeñas que podemos formar con estas máscaras son de 254 hosts y para el caso de direcciones públicas, su contratación tiene un coste alto. Por esta razón suele ser habitual dividir las redes públicas de clase C en subredes más pequeñas. A continuación se muestran las posibles divisiones de una red de clase C. La división de una red en subredes se conoce como subnetting.

Clases de máscaras en subredes

Clase Bits IP Subred IP Broadcast Máscara en decimal CIDR

A 0 0.0.0.0 127.255.255.255 255.0.0.0 /8

B 10 128.0.0.0 191.255.255.255 255.255.0.0 /16

C 110 192.0.0.0 223.255.255.255 255.255.255.0 /24

D 1110 224.0.0.0 239.255.255.255 sin definir sin definir

E 1111 240.0.0.0 255.255.255.254 sin definir sin definir

Topologías para Redes

La topología o forma lógica de una red se define como la forma de tender el cable a estaciones de trabajo individuales; por muros,

suelos y techos del edificio. Existe un número de factores a considerar para determinar cual topología es la más apropiada para una

situación dada.

La topología en una redes la configuración adoptada por las estaciones de trabajo para conectarse entre sí.

Topologías más Comunes

Bus: Esta topología permite que todas las estaciones reciban la información que se transmite, una estación transmite y todas las

restantes escuchan. Consiste en un cable con un terminador en cada extremo del que se cuelgan todos los elementos de una red.

Todos los nodos de la red están unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable". Tanto Ethernet como Local Talk

pueden utilizar esta topología.

El bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información y

esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una

pequeña cantidad de tiempo al azar, después intenta retransmitir la información.

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Anillo: Las estaciones están unidas unas con otras formando un círculo por medio de un cable común. El último nodo de la cadena se

conecta al primero cerrando el anillo. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo, regenerándose en cada nodo. Con

esta metodología, cada nodo examina la información que es enviada a través del anillo. Si la información no está dirigida al nodo que la

examina, la pasa al siguiente en el anillo. La desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.

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Estrella: Los datos en estas redes fluyen del emisor hasta el concentrador, este realiza todas las funciones de la red, además actúa

como amplificador de los datos.

La red se une en un único punto, normalmente con un panel de control centralizado, como un concentrador de cableado. Los bloques

de información son dirigidos a través del panel de control central hacia sus destinos. Este esquema tiene una ventaja al tener un panel

de control que monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión interrumpida no afecta al resto de la red.

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Híbridas: El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas veces para formar combinaciones de redes híbridas.

Anillo en Estrella: Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella

centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.

"Bus" en Estrella: El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente como una estrella por

medio de concentradores.

Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores

dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

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Árbol: Esta estructura se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de redes

que alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes locales analógicas de banda ancha.

Trama: Esta estructura de red es típica de las WAN, pero también se puede utilizar en algunas aplicaciones de redes locales (LAN).

Las estaciones de trabajo están conectadas cada una con todas las demás.

Mecanismos para la resolución de conflictos en la transmisión de datos:

CSMA/CD: Son redes con escucha de colisiones. Todas las estaciones son consideradas igual, es por ello que compiten por el uso del

canal, cada vez que una de ellas desea transmitir debe escuchar el canal, si alguien está transmitiendo espera a que termine, caso

contrario transmite y se queda escuchando posibles colisiones, en este último espera un intervalo de tiempo y reintenta de nuevo.

Token Bus: Se usa un token (una trama de datos) que pasa de estación en estación en forma cíclica, es decir forma un anillo lógico.

Cuando una estación tiene el token, tiene el derecho exclusivo del bus para transmitir o recibir datos por un tiempo determinado y luego

pasa el token a otra estación, previamente designada. Las otras estaciones no pueden transmitir sin el token, sólo pueden escuchar y

esperar su turno. Esto soluciona el problema de colisiones que tiene el mecanismo anterior.

Token Ring: La estación se conecta al anillo por una unidad de interfaz (RIU), cada RIU es responsable de controlar el paso de los

datos por ella, así como de regenerar la transmisión y pasarla a la estación siguiente. Si la dirección de la cabecera de una determinada

transmisión indica que los datos son para una estación en concreto, la unidad de interfaz los copia y pasa la información a la estación

de trabajo conectada a la misma.

Se usa en redes de área local con o sin prioridad, el token pasa de estación en estación en forma cíclica, inicialmente en estado

desocupado. Cada estación cundo tiene el token (en este momento la estación controla el anillo), si quiere transmitir cambia su estado a

ocupado, agregando los datos atrás y lo pone en la red, caso contrario pasa el token a la estación siguiente. Cuando el token pasa de

nuevo por la estación que transmitió, saca los datos, lo pone en desocupado y lo regresa a la red.

DIFERENTES FORMAS DE TOPOLOGÍA Y LA LONGITUD MÁXIMA DE LOS SEGMENTOS DE CADA

UNA.

TOPOLOGÍA DE RED LONGITUD SEGMENTO MÁXIMO

Ethernet de cable fino (BUS) 185 Mts (607 pies)

Ethernet de par trenzado (Estrella/BUS) 100 Mts (607 pies)

Token Ring de par trenzado (Estrella/Anillo) 100 Mts (607 pies)

ARCNET Coaxial (Estrella) 609 Mts (2000 pies)

ARCNET Coaxial (BUS) 305 Mts (1000 pies)

ARCNET de par trenzado (Estrella) 122 Mts (400 pies)

ARCNET de par trenzado (BUS) 122 Mts (400 pies)

InterRedes: Un nuevo concepto que ha surgido de estos esquemas anteriores es el de Intercedes, que representa vincular redes

como si se vincularán estaciones.

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Este concepto y las ideas que de este surgen, hace brotar un nuevo tipo especial de dispositivo que es un vinculador para interconectar

redes entre sí (la tecnología de Internet está basada en el concepto de InterRedes), el dispositivo en cuestión se denomina "dispositivo

de interconexión". Es decir, lo que se conecta, son redes locales de trabajo.

Un enlace central es utilizado a menudo en los entornos locales, como un edificio. Los servicios públicos como las empresas de

telefonía, proporcionan enlaces de área metropolitana o de gran alcance.

Las tres topologías utilizadas para estos tipos de redes son:

Red de Enlace Central: Se encuentra generalmente en los entornos de oficina o campos, en los que las redes de los pisos de un

edificio se interconectan sobre cables centrales. Los Bridges y los Routers gestionan el tráfico entre segmentos de red conectados.

Red de Malla: Esta involucra o se efectúa a través de redes WAN, una red malla contiene múltiples caminos, si un camino falla o está

congestionado el tráfico, un paquete puede utilizar un camino diferente hacia el destino. Los routers se utilizan para interconectar las

redes separadas.

Red de Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de

concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.

Red Neuronal (Neural, Neural Networks)

Es un sistema compuesto por un gran número de elementos básicos, agrupados en capas y que se encuentran altamente

interconectados. Esta estructura posee varias entradas y salidas, las cuales serán entrenadas para reaccionar (valores O), de una

manera deseada, a los estímulos de entrada (valores I).

Estos sistemas emulan, de una cierta manera, al cerebro humanó. Requieren aprender a comportarse y alguien debe encargarse de

enseñarles o entrenarles, en base a un conocimiento previo del entorno del problema.

Las redes neuronales no son más que un modelo artificial y simplificado del cerebro humano, que es el ejemplo más perfecto del que

disponemos para un sistema que es capaz de adquirir conocimiento a través de la experiencia. Una red neuronal es "un nuevo sistema

para el tratamiento de la información, cuya unidad básica de procesamiento está inspirada en la célula fundamental del sistema

nervioso humano: la neurona".

Por lo tanto, las Redes Neuronales:

Consisten de unidades de procesamiento que intercambian datos o información.

Se utilizan para reconocer patrones, incluyendo imágenes, manuscritos y secuencias de tiempo, tendencias financieras.

Tienen capacidad de aprender y mejorar su funcionamiento.

Una primera clasificación de los modelos de redes neuronales podría ser, atendiendo a su similitud con la realidad biológica:

1) El modelo de tipo biológico. Este comprende las redes que tratan de simular los sistemas neuronales biológicos, así como las

funciones auditivas o algunas funciones básicas de la visión.

Se estima que el cerebro humano contiene más de cien mil millones de neuronas estudios sobre la anatomía del cerebro humano

concluyen que hay más de 1000 sinapsis a la entrada y a la salida de cada neurona. Es importante notar que aunque el tiempo de

conmutación de la neurona (unos pocos milisegundos) es casi un millón de veces menor que en los actuales elementos de las

computadoras, ellas tienen una conectividad miles de veces superior que las actuales supercomputadoras.

Las neuronas y las conexiones entre ellas (sinapsis) constituyen la clave para el procesado de la información.

Algunos elementos a destacar de su estructura histológica son:

Las dendritas, que son la vía de entrada de las señales que se combinan en el cuerpo de la neurona. De alguna manera la neurona

elabora una señal de salida a partir de ellas.

El axón, que es el camino de salida de la señal generada por la neurona.

Las sinapsis, que son las unidades funcionales y estructurales elementales

que median entre las interacciones de las neuronas. En las terminaciones

de las sinapsis se encuentran unas vesículas que contienen unas

sustancias químicas llamadas neurotransmisores, que ayudan a la

propagación de las señales electroquímicas de una neurona a otra.

2) El modelo dirigido a aplicación. Este modelo no tiene por qué guardar

similitud con los sistemas biológicos. Su arquitectura está fuertemente

ligada a las necesidades de las aplicaciones para la que es diseñada.

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Aplicación: Esta tecnología es muy útil, estas aplicaciones son aquellas en las cuales se dispone de un registro de datos y nadie

sabe la estructura y los parámetros que pudieran modelar el problema. En otras palabras, grandes cantidades de datos y mucha

incertidumbre en cuanto a la manera de como estos son producidos.

Como ejemplos de las aplicaciones de las redes neuronales (Neural Networks) se pueden citar: las variaciones en la bolsa de valores,

los riesgos en préstamos, el clima local, el reconocimiento de patrones (rostros) y la minería de datos (data mining).

Diseño: Se pueden realizar de varias maneras. En hardware utilizando transistores a efecto de campo (FET) o amplificadores

operacionales, pero la mayoría de las RN se construyen en software, esto es en programas de computación.

Existen muy buenas y flexibles herramientas disponibles en Internet que pueden simular muchos tipos de neuronas y estructuras.

Aspectos a considerar en la red neuronal:

Elemento Básico. Neurona Artificial: Pueden ser con salidas binarias, análogas o con codificación de pulsos

(PCM). Es la unidad básica de procesamiento que se conecta a otras unidades a través de conexiones sinápticas.

Una neurona artificial es un elemento con entradas, salida y memoria que puede ser realizada mediante software o hardware. Posee

entradas (I) que son ponderadas (w), sumadas y comparadas con un umbral (t).

La Estructura de la Red (Neural Network): La interconexión de los elementos básicos. Es la manera como las unidades

básicas se interconectan.

Por lo general estas están agrupadas en capas (layers), de manera tal, que las salidas de una capa están completamente conectadas a

las entradas de la capa siguiente; en este caso decimos que tenemos una red completamente conectada.

Para obtener un resultado aceptable, el número de capas debe ser por lo menos tres. No existen evidencias, de que una red con cinco

capas resuelva un problema que una red de cuatro capas no pueda. Usualmente se emplean tres o cuatro capas.

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Ventajas que Ofrecen las Redes Neuronales:

Las redes neuronales artificiales presentan un gran número de características semejantes a las del cerebro. Por ejemplo, son capaces

de aprender de la experiencia, de generalizar de casos anteriores a nuevos casos, de abstraer características esenciales a partir de

entradas que representan información irrelevante, etc. Esto hace que ofrezcan numerosas ventajas y que este tipo de tecnología se

esté aplicando en múltiples áreas.

Entre las ventajas se incluyen:

Aprendizaje Adaptativo: Capacidad de aprender a realizar tareas basadas en un entrenamiento o en una experiencia inicial.

Auto-organización: Una red neuronal puede crear su propia organización o representación de la información que recibe mediante una

etapa de aprendizaje.

Tolerancia a Fallos: La destrucción parcial de una red conduce a una degradación de su estructura; sin embargo, algunas capacidades

de la red se pueden retener, incluso sufriendo un gran daño.

Operación en Tiempo Real: Los cómputos neuronales pueden ser realizados en paralelo; para esto se diseñan y fabrican máquinas con

hardware especial para obtener esta capacidad.

Fácil Inserción Dentro de la Tecnología Existente: Se pueden obtener chips especializados para redes neuronales que mejoran su

capacidad en ciertas tareas. Ello facilitará la integración modular en los sistemas existentes.

Red Digital

ISDN (Red Digital de Servicios Integrados): Implica la digitalización de la red telefónica, que permite que voz, datos, graficas, música,

videos y otros materiales fuente se transmitan a través de los cables telefónicos. La evolución de ISDN representa un esfuerzo para

estandarizar los servicios de suscriptor, interfaces de usuario/red y posibilidades de red y de interredes.

RDSI Red Digital de Servicios Integrados: Una línea RDSI es muy parecida a una línea telefónica Standard, excepto que es

totalmente digital y ofrece una velocidad de conexión mucho más alta, hasta de 128 kbps.

Las líneas RDSI están pensadas para ser usadas por pequeñas empresas y personas que necesitan usar Internet en su vida

profesional. Si eliges una conexión por RDSI, lo primero que hace falta es una línea telefónica RDSI y un adaptador RDSI.

También se puede comprar un paquete integrado que incluya línea RDSI, hardware, software y soporte técnico. Si ya tienes una red

local (LAN) en tu oficina y quieres dar acceso a Internet a varios ordenadores, también se puede usar una configuración multipunto.

Este tipo de solución es más económico que la "tradicional" con router y cortafuegos.

Comandos de red para Ubuntu

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Tabla de comandos

Comando Descripción Ejemplos y comentarios

man comando Muestra el manual de un comando, útil

para aprender a utilizar sus argumentos man man

mc

Explorador de archivos que incluye su

propio editor, mcedit. Es necesario

instalarlo

sudo mc

cd nom_directorio Cambia de directorio cd sólo va a tu home

cd .. Sube un nivel de directorios Si estabas en /home/usuario/ pasas a /home/

cd - Vas a la ubicación dónde estabas antes si desde /home/usuario haces cd /etc/X11 y luego cd -

vuelves a /home/usuario

cp archivo1 archivo2 Copia archivo1 como archivo2 (nuevo

nombre) manteniendo el original

cp archivo /directorio Copia archivo en directorio manteniendo

nombre y el original

ln archivo1

/directorio/archivo2

Hace copias enlazadas (ambos archivos

se actualizan en cuanto uno se guarda)

Si pones la opción -s crea un acceso directo en lugar de una

copia.

mv archivo1 archivo2 Renombra archivo1 en archivo2

mv archivo /directorio Mueve archivo dentro de directorio

rm archivo Borra archivo

rm -rf directorio Borra el directorio con todo lo que tenga

dentro sin pedir confirmación

Si el nombre de la carpeta es compuesto, poner entre

comillas

mkdir nom_directorio Crea directorio nom_directorio

rmdir nom_directorio Borra directorio nom_directorio

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kill -9 PIDnumber Mata el proceso numberPID que

queramos (finaliza su ejecución) kill -HUP numberPID Hace lo mismo

kill -STOP numberPID Para hasta nueva orden el proceso

numberPID

kill -CONT NumberPID Continúa el proceso numberPID parado

anteriormente

killall processname Mata el proceso con ese nombre

ls Lista los archivos de un determinado

directorio Poniendo solo ls mostrara los archivos del directorio actual

ls -l Lista también las propiedades y atributos

ls -a Lista todos los archivos, incluidos los

ocultos y los del sistema

cat fichero Muestra el contenido de un fichero cat /home/NOMBRE_USUARIO/YO/prueba.php

less Muestra la salida estándar de forma

paginada

less fichero Muestra el contenido de un archivo de

forma paginada

more Muestra la salida estándar de forma

paginada

more fichero Muestra el contenido de un archivo de

forma paginada

zcat fichero Muestra el contenido de un archivo

comprimido (.gz)

zmore fichero Muestra el contenido de un archivo

comprimido (.gz)

zless fichero Muestra el contenido de un archivo

comprimido (.gz)

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echo cadena echo nos muestra en pantalla el texto

que le diga

grep 'cadena' archivo Muestra las líneas del archivo que

contienen la cadena

file archivo Muestra el tipo de un archivo

determinado

head archivo Muestra las primeras líneas de un

archivo, 10 por defecto

tail archivo Muestra las últimas líneas de un archivo,

10 por defecto

tail -fn 200 archivo

Muestra las últimas 200 líneas de un

archivo y sigue agregando mientras

crece

find directorio -name

nom_archivo -print

Busca todos los archivo con el nombre

especificado en un directorio

determinado

find /home/usuario -

name *.jpg -print

Busca todas las imágenes .jpg en

/home/usuario

whereis ejecutable Busca binarios ejecutables (ejemplo:

whereis find)

type comando Muestra la ubicación del ejecutable

perteneciente al comando indicado

pwd Visualiza el directorio actual o de trabajo

history Muestra el listado de comandos usados

por el usuario (~/.bash_history)

ps -aux

Lista de los programas que se están

ejecutando actualmente con su PID

(Process IDentifier)

df Muestra el espacio libre en el disco duro

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top

Muestra los procesos que más CPU

consumen en tiempo real, así como la

memoria RAM y swap usada, entre otra

información

halt Apaga el equipo

reboot Reinicia el equipo

shutdown -h now Apaga el equipo

shutdown -r now Reinicia el equipo

passwd Cambia la contraseña del usuario

ps -ef l grep

nombre_proceso

Lista los procesos que se estén

ejecutando con que contengan la

cadena nombre_proceso

El comando ps -ef es redireccionado por medio de una pipe

(Alt Gr+ 1) y filtrado con grep por la palabra que le sigue a

grep

Comandos no tan usados pero muy útiles

Tabla de comandos

Comando Descripción Ejemplos y

comentarios

addgroup nombre_grupo Se utiliza para crear un grupo nuevo. addgroup Pepito

adduser nombre_usuario

[nombre_grupo]

Se utiliza para añadir un usuario. En ese momento, no solo se creará la

cuenta del usuario sino también su directorio de trabajo, un nuevo grupo de

trabajo que se llamará igual que el usuario y añadirá una serie de ficheros de

configuración al directorio de trabajo del nuevo usuario.

adduser Pepito

Invitados

history -c Es Utilizado para Borra el Historial de Comandos

alias

nombre_alias=comando

En ciertas ocasiones se suelen utilizar comandos que son difíciles de

recordar o que son demasiado extensos, pero en UNIX existe la posibilidad

de dar un nombre alternativo a un comando con el fin de que cada vez que

se quiera ejecutar, sólo se use el nombre alternativo.

alias instala=apt-get

install

apt-cache search texto a Muestra una lista de todos los paquetes y una breve descripción relacionado apt-cache search

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buscar con el texto que hemos buscado. Gnome

apt-get dist-upgrade Función adicional de la opción anterior que modifica las dependencias por la

de las nuevas versiones de los paquetes.

apt-get install

nombre_paquete Instala paquetes. apt-get install Gnome

apt-get remove

nombre_paquete Borra paquetes.

apt-get remove

Gnome Con la opción

–purge borramos

tambien la

configuración de los

paquetes instalados.

apt-get update Actualiza la lista de paquetes disponibles para instalar.

apt-get upgrade Instala las nuevas versiones de los diferentes paquetes disponibles.

at [-lr] hora [fecha] Realiza una tarea programada una sola vez.

bash / sh / ksh / csh Existen varias shells para Unix, Korn-Shell (ksh), Bourne-Shell (sh), C-Shell

(csh), bash.

bg PID Manda un proceso a segundo plano.

cal [[mes] año]. Muestra el calendario.

cat Muestra el contenido del archivo en pantalla en forma continua, el prompt retornará una vez mostrado el contenido de todo el archivo. Permite concatenar uno o más archivos de texto. || Sintaxis: cat nom_archivo.

cd Cambia de directorio. || Sintaxis: cd nom_directorio.

chattr Cambiar atributos de un fichero. || Sintaxis: chattr atributos nom_archivo.

chgrp Cambia el grupo al que pertenece el archivo. || Sintaxis: chgrp nom_grupo nom_archivo.

chmod Utilizado para cambiar la proteción o permisos de accesos a los archivos. r:lectura w:escritura x:ejecución +: añade permisos -:quita permisos u:usuario g:grupo del usuario o:otros || Sintaxis: chmod permisos nom_archivo

chown Cambia el propietario de un archivo. || Sintaxis: chown nom_propietario nom_archivo.

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chroot Nos permite cambiar el directorio raiz. || Sintaxis: chroot nom_directorio_raiz.

clear Limpia la pantalla, y coloca el prompt al principio de la misma. || Sintaxis: clear.

cmp, diff Permite la comparación de dos archivos, línea por línea. Es utilizado para compara archivos de datos. Sintaxis: diff nom_archivo1 nom_archivo2 / cmp nom_archivo1 nom_archivo2.

cp Copia archivos en el directorio indicado. || Sintaxis: cp nom_archivo nom_directorio.

crontab Realizar una tarea programada de forma regular. || Sintaxis: minuto (0-59) hora (0-23) dia_mes(1-31) mes(1-12) dia_semana(0-6) comando.

cut

Ttiene como uso principal mostrar una columna de una salida determinada. La opción -d va seguida del delimitador de los campos y la opción -f va seguida del número de campo a mostrar. El “delimitador” por defecto es el tabulador, nosotros lo cambiamos con la opción -d. Tiene algunas otras opciones útiles. || Sintaxis: cut [opciones] nom_archivo.

date Retorna el día, fecha, hora (con minutos y segundos) y año. || Sintaxis: date.

dd Copia de un archivo, convirtiendo y formateando acorde a las opciones. Muy

útil para por ejemplo, "quemar" una imagen (.img) en un pendrive.

Sintaxis: dd

if=[a_copiar]

of=[destino] [opciones]

delgroup Se utiliza para eliminar un grupo. || Sintaxis: delgroup nom_grupo.

deluser Elimina una cuenta de usuario. La pega de este comando es que no elimina automáticamente el directorio de trabajo del usuario. || Sintaxis: deluser nom_usuario.

df Muestra los sistemas de ficheros montados. || Sintaxis:df

dmesg Muestra los mensajes del kernel durante el inicio del sistema. || Sintaxis: dmesg.

dpkg -reconfigure

(paquetes) Volver a reconfigurar un paquete ya instalado. ||

du Sirve para ver lo que me ocupa cada directorio dentro del directorio en el que me encuentro y el tamaño total. || Sintaxis: du

echo Muestra un mensaje por pantalla. || Sintaxis: echo “Cadena”.

eject Mediante la utilización de este comando se conseguirá la expulsión de la unidad de CD, siempre y cuando esta no esté en uso. || Sintaxis: eject.

env Para ver las variables globales. || Sintaxis: env.

exit Cierra las ventanas o las conexiones remotas establecidas o las conchas abiertas. Antes de salir es recomendable eliminar todos los trabajos o

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procesos de la estación de trabajo. || Sintaxis: exit.

fg Manda un proceso a primer plano. || Sintaxis: fg PID.

file Determina el tipo del o los archivo(s) indicado(s). || Sintaxis: file nom_archivo.

find Busca los archivos que satisfacen la condición en el directorio indicado. || Sintaxis: find nom_directorio o nom_archivo condición.

finger Permite encontrar información acerca de un usuario. || Sintaxis: finger / finger usuario.

free Muestra información sobre el estado de la memoria del sistema, tanto la swap como la memoria física.Tambien muestra el buffer utilizado por el kernel. || Sintaxis: free.

fsck Para chequear si hay errores en nuestro disco duro. || Sintaxis: fsck t fs_typo dispositivo.

ftp Protocolo de Transferencia de Archivos, permite transferir archivos de y para computadores remotos. || Sintaxis: ftp maquina_remota. G

gksu nautilus acceso al navegador de archivos con privilegios de root (requiere contraseña)

grep Su funcionalidad es la de escribir en salida estándar aquellas líneas que concuerden con un patrón. Busca patrones en archivos. || Sintaxis: grep [-cilnv] expr nom_archivos.

gzip Comprime solo archivo utilizando la extensión .gz. || Sintaxis: gzip nom_archivo. H

head Muestra las primeras lineas de un fichero. || Sintaxis: head -count nom_archivo. history Lista los más recientes comandos que se han introducido en la ventana. Es utilizado para repetir comandos ya tipeados, con el comando !. || Sintaxis: history I

id Numero id de un usuario. || Sintaxis: id

ifconfig Obtener información de la configuración de red. || Sintaxis: ifconfig.

insmod Carga en memoria un módulo. || Sintaxis: insmod J

job Lista los procesos que se están ejecutando en segundo plano. || Sintaxis: jobs K

kill Permite interactuar con cualquier proceso mandando señales.Kill (pid) termina un proceso y Kill -9 (pid) fuerza a terminar un proceso en caso de que la anterior opción falle. || Sintaxis: kill [opciones] PID. L

last Este comando permite ver las últimas conexiones que han tenido lugar. || Sintaxis: last.

less Muestra el archivo de la misma forma que more, pero puedes regresar a la página anterior presionando las teclas “u” o “b”. || Sintaxis: less nom_archivo

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ln Sirve para crear enlaces a archivos, es decir, crear un fichero que apunta a otro. Puede ser simbólico si usamos -s o enlace duro. || Sintaxis: ln [-s] nom_archivo nom_acceso.

logout Las sesiones terminan con el comando logout. || Sintaxis: logout.

lpr Imprime un archivo en la impresora predeterminada. || Sintaxis: lpr -[lista de requerimientos]/ lpr -P nombre_archivo.

ls Lista los archivos y directorios dentro del directorio de trabajo. || Sintaxis: ls.

lsattr Ver atributos de un fichero. || Sintaxis: lsattr nom_archivo.

lsmod Muestra los módulos cargados en memoria. || Sintaxis: lsmod. M

mail Para enviar/recibir correo a/de otros usuarios de la red, o dentro de nuestro ordenador. || Sintaxis: mail.

make Es una herramienta que controla la creación de ejecutables y otros archivos de un programa a partir de los archivos fuente. || Sintaxis: make.

man Ofrece información acerca de los comandos o tópicos del sistema UNIX, así como de los programas y librerías existentes. || Sintaxis: man comando.

mkdir Crea un nuevo directorio. || Sintaxis: mkdir nom_directorio.

mv Este comando sirve para renombrar un conjunto. || Sintaxis: mmv nom_archivos1 nom_archivos2.

more Muestra el archivo en pantalla. Presionando enter, se visualiza linea por linea. Presinando la barra espaciadora, pantalla por pantalla. Si desea salir, presiona q. || Sintaxis: more nom_archivo.

mount En Linux no existen las unidades A: ni C: sino que todos los dispositivos “cuelgan” del directorio raíz /. Para acceder a un disco es necesario primero montarlo, esto es asignarle un lugar dentro del árbol de directorios del sistema. || Sintaxis: mount -t sistema_de_archivo dispositivo nom_directorio.

mv Mueve archivos o subdirectorios de un directorio a otro, o cambiar el nombre del archivo o directorio. || Sintaxis: mv nom_archivo1…nom_archivoN nom_directorio. N

netstat Muestra las conexiones y puertos abiertos por los que se establecen las comunicaciones. || Sintaxis: netstat.

nice Permite cambiar la prioridad de un proceso en nuestro sistema. || Sintaxis: nice -n prioridad PID. O Si tienes alguna sugerencia con ésta letra, coméntalo. P

passwd Se utiliza para establecer la contraseña a un usuario. Sintaxis: passwd nom_usuario.

ping

El comando ping se utiliza generalmente para testear aspectos de la red, como comprobar que un sistema está encendido y conectado; esto se consigue enviando a dicha máquina paquetes ICMP. El ping es útil para verificar instalaciones TCP/IP. Este programa nos indica el tiempo exacto que tardan los paquetes de datos en ir y volver a través de la red desde

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nuestro PC a un determinado servidor remoto. Sintaxis: ping (maquina).

poweroff Apagar el ordenador. Sintaxis: poweroff.

ps Muestra información acerca de los procesos activos. Sin opciones, muestra el número del proceso, terminal, tiempo acumulado de ejecución y el nombre del comando. Sintaxis: ps.

pstree Muestra un árbol de procesos. Sintaxis: pstree.

pwd Muestra el directorio actual de trabajo. Sintaxis: pwd. Q Si tienes alguna sugerencia con ésta letra, coméntalo. R

reset

Si observamos que escribimos en pantalla y no aparece el texto pero al pulsar enter realmente se está escribiendo, o que los colores o los textos de la consola se corrompen, puede ser que alguna aplicación en modo texto haya finalizado bruscamente no restaurando los valores estándar de la consola al salir. Con esto forzamos unos valores por defecto, regenerando la pantalla. Sintaxis: reset.

rlogin Conectan un host local con un host remoto. Sintaxis: rlogin maquina_remota.

rm Remueve o elimina un archivo. Sintaxis: rm nom_archivo.

rmdir Elimina el directorio indicado, el cual debe estar vacío. Sintaxis: rmdir nom_directorio.

rmmod Descarga de memoria un módulo, pero sólo si no está siendo usado. Sintaxis: rmmod.

route El comando route se utiliza para visualizar y modificar la tabla de enrutamiento. Sintaxis: route (muestra información del comando route). S

scp Sirve para hacer una copia segura entre dos ordenadores. La información viaja encriptada. Sintaxis: scp usuario@servidor:directorio_servidor directorio_local.

set Para ver las variables de entorno. Sintaxis: set.

sftp Protocolo de Transferencia de Archivos, permite transferir archivos de y para computadores remotos. La información viaja encriptada. Sintaxis: sftp maquina_remota.

sort Muestra el contenido de un fichero, pero mostrando sus líneas en orden alfabético. Sintaxis: Sort [opciones] nom_archivo.

ssh (Secure Shell Client)

Es un programa para conectarse en una máquina remota y ejecutar programas en ella. Utilizado para reemplazar el rlogin y rsh, además provee mayor seguridad en la comunicación entre dos hosts. El ssh se conecta al host indicado, donde el usuario de ingresar su identificación (login y password) en la máquina remota, la cual realiza una autentificación del usuario. Sintaxis: ssh maquina_remota.

startx Inicia el entorno gráfico(servidor X). Sintaxis: startx.

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su o sudo Con este comando accedemos al sistema como root. En Ubuntu se puede utilizar gksudo mientras en Kubuntu: kdesudo. Sintaxis: su. T

tail Este comando es utilizado para examinar las últimas líneas de un fichero. Sintaxis: tail -count nom_archivo.

tar Comprime archivos y directorios utilizando la extensión .tar. Sintaxis: tar -[arg] nom_archivo.tar nom_archivo.

telnet Conecta el host local con un host remoto, usando la interfaz TELNET. Sintaxis: telnet maquina_remota

top Muestra los procesos que se ejecutan en ese momento, sabiendo los recursos que se están consumiendo (Memoria,CPU,…).Es una mezcla del comando uptime,free y ps. Sintaxis: top.

touch Crea un archivo vacio. Sintaxis: touch nom_archivo.

traceroute Permite determinar la ruta tomada por un paquete para alcanzar su destino en Internet. Sintaxis: traceroute [opciones] host [tamaño del paquete]. U

umask Establece la máscara de permisos. Los permisos con los que se crean los directorios y los archivos por defecto. Sintaxis: umask a-rwx,u+rw,g+r.

umount Establece la máscara de permisos. Los permisos con los que se crean los directorios y los archivos por defecto. Sintaxis: umask a-rwx,u+rw,g+r.

unalias Borra un alias. Sintaxis: unalias nom_alias.

uniq

Este comando lee un archivo de entrada y compara las líneas adyacentes escribiendo solo una copia de las líneas a la salida. La segunda y subsecuentes copias de las líneas de entrada adyacentes repetidas no serán escritas. Las líneas repetidas no se detectarán a menos que sean adyacentes. Si no se especifica algún archivo de entrada se asume la entrada estándar. Sintaxis: uniq [opciones] nom_archivo_entrada nom_archivo_salida.

uptime Nos indica el tiempo que ha estado corriendo la máquina. Sintaxis: uptime. V

vi Permite editar un archivo en el directorio actual de trabajo. Es uno de los editores de texto más usado en UNIX. Sintaxis: vi nom_archivo.

view Es similar al vi, solo que no permite guardar modificaciones en el archivo, es para leer el contenido del archivo. Sintaxis: view nom_archivo. W

wc Cuenta los caráteres, palabras y líneas del archivo de texto. Sintaxis: wc nom_archivo.

whereis Devuelve la ubicación del archivo especificado, si existe. Sintaxis: whereis nomb_archivo.

who, w Lista quienes están conectados al servidor, con nombre de usuario, tiempo de conexión y el computador remoto desde donde se conecta. Sintaxis: who / w.

whoami Escribe su nombre de usuario en pantalla. Sintaxis: whoami. X

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xmessage Enviar un mensaje al display de otro usuario o al nuestro propio. Sintaxis: xmessage (mensaje) / export DISPLAY=157.92.49.211:0 xmessage Hola!!. Y

yes Escribe “y” continuamente. Sintaxis: yes. Z Si tienes alguna sugerencia con ésta letra, coméntalo. Varios

& Añadiendo un & al final del comando haremos que dicho comando se ejecute en segundo plano. Sintaxis: nom_comando&.

! Repite el último comando colocando la letra con la que comienza el comando o su número de history. Sintaxis: !.

Modelo TCP/IP

El modelo TCP/IP es un modelo de descripción de protocolos de red creado en la década de 1970 por DARPA, una agencia del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. Evolucionó de ARPANET, el cual fue la primera red de área amplia y predecesora de Internet. EL modelo TCP/IP se denomina a veces como Internet Model, Modelo DoD o Modelo DARPA.

El modelo TCP/IP, describe un conjunto de guías generales de diseño e implementación de protocolos de red específicos para permitir que una computadora pueda comunicarse en una red. TCP/IP provee conectividad de extremo a extremo especificando como los datos deberían ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos por el destinatario. Existen protocolos para los diferentes tipos de servicios de comunicación entre computadoras.

TCP/IP tiene cuatro capas de abstracción según se define en el RFC 1122. Esta arquitectura de capas a menudo es comparada con el Modelo OSI de siete capas.

EL modelo TCP/IP y los protocolos relacionados son mantenidos por la Internet Engineering Task Force (IETF).

Para conseguir un intercambio fiable de datos entre dos computadoras, se deben llevar a cabo muchos procedimientos separados.

El resultado es que el software de comunicaciones es complejo. Con un modelo en capas o niveles resulta más sencillo agrupar funciones relacionadas e implementar el software de comunicaciones modular.

Las capas están jerarquizadas. Cada capa se construye sobre su predecesora. El número de capas y, en cada una de ellas, sus servicios y funciones son variables con cada tipo de red. Sin embargo, en cualquier red, la misión de cada capa es proveer servicios a las capas superiores haciéndoles transparentes el modo en que esos servicios se llevan a cabo. De esta manera, cada capa debe ocuparse exclusivamente de su nivel inmediatamente inferior, a quien solicita servicios, y del nivel inmediatamente superior, a quien devuelve resultados.

Capa 4 o capa de aplicación: Aplicación, asimilable a las capas 5 (sesión), 6 (presentación) y 7 (aplicación) del modelo OSI.la capa de aplicación debía incluir los detalles de las capas de sesión y presentación OSI. Crearon una capa de aplicación que maneja aspectos de representación, codificación y control de diálogo.

Capa 3 o capa de transporte: Transporte, asimilable a la capa 4 (transporte) del modelo OSI.

Capa 2 o capa de red: Internet, asimilable a la capa 3 (red) del modelo OSI.

Capa 1 o capa de enlace: Acceso al Medio, asimilable a la capa 1 (física) y 2 (enlace de datos) del modelo OSI.

Transmission Control Protocol

Transmission Control Protocol (en español Protocolo de Control de Transmisión) o TCP, es uno de los protocolos fundamentales en Internet. Fue creado entre los años 1973 y 1974 por Vint Cerf y Robert Kahn.

Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadoras pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales puede enviarse un flujo de datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y

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en el mismo orden en que se transmitieron. También proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina, a través del concepto de puerto.

TCP da soporte a muchas de las aplicaciones más populares de Internet, incluidas HTTP, SMTP, SSH y FTP.

Información Técnica

TCP es un protocolo de comunicación orientado a conexión y fiable del nivel de transporte, actualmente documentado por IETF en el RFC 793. Es un protocolo de capa 4 según el modelo OSI.

Funciones de TCP

En la pila de protocolos TCP/IP, TCP es la capa intermedia entre el protocolo de internet (IP) y la aplicación. Habitualmente, las aplicaciones necesitan que la comunicación sea fiable y, dado que la capa IP aporta un servicio de datagramas no fiable (sin confirmación), TCP añade las funciones necesarias para prestar un servicio que permita que la comunicación entre dos sistemas se efectúe libre de errores, sin pérdidas y con seguridad.

Los servicios provistos por TCP corren en el anfitrión (host) de cualquiera de los extremos de una conexión, no en la red. Por lo tanto, TCP es un protocolo para manejar conexiones de extremo a extremo. Tales conexiones pueden existir a través de una serie de conexiones punto a punto, por lo que estas conexiones extremo-extremo son llamadas circuitos virtuales.

Orientado a la conexión: dos computadoras establecen una conexión para intercambiar datos. Los sistemas de los extremos se sincronizan con el otro para manejar el flujo de paquetes y adaptarse a la congestión de la red.

Operación Full-Dúplex: una conexión TCP es un par de circuitos virtuales, cada uno en una dirección. Sólo los dos sistemas finales sincronizados pueden usar la conexión.

Error Checking: una técnica de checksum es usada para verificar que los paquetes no estén corruptos.

Acknowledgements: sobre recibo de uno o más paquetes, el receptor regresa un acknowledgement (reconocimiento) al transmisor indicando que recibió los paquetes. Si los paquetes no son notificados, el transmisor puede reenviar los paquetes o terminar la conexión si el transmisor cree que el receptor no está más en la conexión.

Control de flujo: si el transmisor está desbordando el buffer del receptor por transmitir demasiado rápido, el receptor descarta paquetes. Los acknowledgement fallidos que llegan al transmisor le alertan para bajar la tasa de transferencia o dejar de transmitir.

Servicio de recuperación de Paquetes: el receptor puede pedir la retransmisión de un paquete. Si el paquete no es notificado como recibido (ACK), el transmisor envía de nuevo el paquete.

Los servicios confiables de entrega de datos son críticos para aplicaciones tales como transferencias de archivos (FTP por ejemplo), servicios de bases de datos, proceso de transacciones y otras aplicaciones de misión crítica en las cuales la entrega de cada paquete debe ser garantizada.

Formato de los Segmentos TCP

En el nivel de transporte, los paquetes de bits que constituyen las unidades de datos de protocolo TCP se llaman "segmentos". El formato de los segmentos TCP se muestra en el siguiente esquema:

+ Bits 0 - 3 4 - 7 8 - 15 16 - 31

0 Puerto Origen Puerto Destino

32 Número de Secuencia

64 Número de Acuse de Recibo (ACK)

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96 longitud cabecera TCP

Reservado Flags Ventana

128 Suma de Verificación (Checksum) Puntero Urgente

160 Opciones + Relleno (opcional)

224 Datos

Las aplicaciones envían flujos de bytes a la capa TCP para ser enviados a la red. TCP divide el flujo de bytes llegado de la aplicación en segmentos de tamaño apropiado (normalmente esta limitación viene impuesta por la unidad máxima de transferencia (MTU) del nivel de enlace de datos de la red a la que la entidad está asociada) y le añade sus cabeceras. Entonces, TCP pasa el segmento resultante a la capa IP, donde a través de la red, llega a la capa TCP de la entidad destino. TCP comprueba que ningún segmento se ha perdido dando a cada uno un número de secuencia, que es también usado para asegurarse de que los paquetes han llegado a la entidad destino en el orden correcto. TCP devuelve un asentimiento por bytes que han sido recibidos correctamente; un temporizador en la entidad origen del envío causará un timeout si el asentimiento no es recibido en un tiempo razonable, y el (presuntamente desaparecido) paquete será entonces retransmitido. TCP revisa que no haya bytes dañados durante el envío usando un checksum; es calculado por el emisor en cada paquete antes de ser enviado, y comprobado por el receptor.

Puerto de origen (16 bits): Identifica el puerto a través del que se envía.

Puerto destino (16 bits): Identifica el puerto del receptor.

Número de secuencia (32 bits): Sirve para comprobar que ningún segmento se ha perdido, y que llegan en el orden correcto. Su significado varía dependiendo del valor de SYN:

Si el flag SYN está activo (1), entonces este campo indica el número inicial de secuencia (con lo cual el número de secuencia del primer byte de datos será este número de secuencia más uno).

Si el flag SYN no está activo (0), entonces este campo indica el número de secuencia del primer byte de datos.

Número de acuse de recibo (ACK) (32 bits): Si el flag ACK está puesto a activo, entonces en este campo contiene el número de secuencia del siguiente paquete que el receptor espera recibir.

Longitud de la cabecera TCP (4 bits): Especifica el tamaño de la cabecera TCP en palabras de 32-bits. El tamaño mínimo es de 5 palabras, y el máximo es de 15 palabras (lo cual equivale a un tamaño mínimo de 20 bytes y a un máximo de 60 bytes). En inglés el campo se denomina “Data offset”, que literalmente sería algo así como “desplazamiento hasta los datos”, ya que indica cuántos bytes hay entre el inicio del paquete TCP y el inicio de los datos.

Reservado (4 bits): Bits reservados para uso futuro, deberían ser puestos a cero.

Bits de control (flags) (8 bits): Son 8 flags o banderas. Cada una indica “activa” con un 1 o “inactiva” con un 0.

CWR o “Congestion Window Reduced” (1 bit): Este flag se activa (se pone a 1) por parte del emisor para indicar que ha recibido un paquete TCP con el flag ECE activado. El flag ECE es una extensión del protocolo que fue añadida a la cabecera en el RFC 3168. Se utiliza para el control de la congestión en la red.

ECE o “ECN-Echo” (1 bit): Indica que el receptor puede realizar notificaciones ECN. La activación de este flag se realiza durante la negociación en tres pasos para el establecimiento de la conexión. Este flag también fue añadido a la cabecera en el RFC 3168.

URG o “urgent” (1 bit, ver URG): Si está activo significa que el campo “Urgente” es significativo, si no, el valor de este campo es ignorado.

ACK o “acknowledge” (1 bit, ver ACK): Si está activo entonces el campo con el número de acuse de recibo es válido (si no, es ignorado).

PSH o “push” (1 bit, ver PSH): Activa/desactiva la función que hace que los datos de ese segmento y los datos que hayan sido almacenados anteriormente en el buffer del receptor deben ser transferidos a la aplicación receptora lo antes posible.

RST o “reset” (1 bit, ver Flag RST): Si llega a 1, termina la conexión sin esperar respuesta.

SYN o “synchronize” (1 bit, ver SYN): Activa/desactiva la sincronización de los números de secuencia.

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FIN (1 bit, ver FIN): Si se activa es porque no hay más datos a enviar por parte del emisor, esto es, el paquete que lo lleva activo es el último de una conexión.

Ventana (16 bits): Es el tamaño de la ventana de recepción, que especifica el número de bytes que el receptor está actualmente esperando recibir.

Suma de verificación (checksum) (16 bits): Es una suma de verificación utilizada para comprobar si hay errores tanto en la cabecera como en los datos.

Puntero urgente (16 bits): Si el flag URG está activado, entonces este campo indica el desplazamiento respecto al número de secuencia que indica el último byte de datos marcados como “urgentes”.

Opciones (número de bits variable): La longitud total del campo de opciones ha de ser múltiplo de una palabra de 32 bits (si es menor, se ha de rellenar al múltiplo más cercano), y el campo que indica la longitud de la cabecera ha de estar ajustado de forma adecuada.

Datos (número de bits variable): No forma parte de la cabecera, es la carga (payload), la parte con los datos del paquete TCP. Pueden ser datos de cualquier protocolo de nivel superior en el nivel de aplicación; los protocolos más comunes para los que se usan los datos de un paquete TCP son HTTP, telnet, SSH, FTP, etc.

Funcionamiento del protocolo en detalle

Las conexiones TCP se componen de tres etapas: establecimiento de conexión, transferencia de datos y fin de la conexión. Para establecer la conexión se usa el procedimiento llamado negociación en tres pasos (3-way handshake). Una negociación en cuatro pasos (4-way handshake) es usada para la desconexión. Durante el establecimiento de la conexión, algunos parámetros como el número de secuencia son configurados para asegurar la entrega ordenada de los datos y la robustez de la comunicación.

Establecimiento de la conexión (negociación en tres pasos)

Negociación en tres pasos o Three-way handshake

Aunque es posible que un par de entidades finales comiencen una conexión entre ellas simultáneamente, normalmente una de ellas abre un socket en un determinado puerto TCP y se queda a la escucha de nuevas conexiones. Es común referirse a esto como apertura pasiva, y determina el lado servidor de una conexión. El lado cliente de una conexión realiza una apertura activa de un puerto enviando un paquete SYN inicial al servidor como parte de la negociación en tres pasos. En el lado del servidor se comprueba si el puerto está abierto, es decir, si existe algún proceso escuchando en ese puerto. En caso de no estarlo, se envía al cliente un paquete de respuesta con el bit RST activado, lo que significa el rechazo del intento de conexión. En caso de que sí se encuentre abierto el puerto, el lado servidor respondería a la petición SYN válida con un paquete SYN/ACK. Finalmente, el cliente debería responderle al servidor con un ACK, completando así la negociación en tres pasos (SYN, SYN/ACK y ACK) y la fase de establecimiento de conexión.

Es interesante notar que existe un número de secuencia generado por cada lado, ayudando de este modo a que no se puedan establecer conexiones falseadas (spoofing).

Transferencia de datos

Durante la etapa de transferencia de datos, una serie de mecanismos claves determinan la fiabilidad y robustez del protocolo. Entre ellos están incluidos el uso del número de secuencia para ordenar los segmentos TCP recibidos y detectar paquetes duplicados, checksums para detectar errores, y asentimientos y temporizadores para detectar pérdidas y retrasos.

Durante el establecimiento de conexión TCP, los números iniciales de secuencia son intercambiados entre las dos entidades TCP. Estos números de secuencia son usados para identificar los datos dentro del flujo de bytes, y poder identificar (y contar) los bytes de los datos de la aplicación. Siempre hay un par de números de secuencia incluidos en todo segmento TCP, referidos al número de secuencia y al número de asentimiento. Un emisor TCP se refiere a su propio número de secuencia cuando habla de número de secuencia, mientras que con el número de asentimiento se refiere al número de secuencia del receptor. Para mantener la fiabilidad, un receptor asiente los segmentos TCP indicando que ha recibido una parte del flujo continuo de bytes. Una mejora de TCP, llamada

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asentimiento selectivo (SACK, Selective Acknowledgement) permite a un receptor TCP asentir los datos que se han recibido de tal forma que el remitente solo retransmita los segmentos de datos que faltan.

A través del uso de números de secuencia y asentimiento, TCP puede pasar los segmentos recibidos en el orden correcto dentro del flujo de bytes a la aplicación receptora. Los números de secuencia son de 32 bits (sin signo), que vuelve a cero tras el siguiente byte después del 2

32-1. Una de las claves para mantener la robustez y la seguridad de las conexiones TCP es la selección del número inicial

de secuencia (ISN, Initial Sequence Number).

Un checksum de 16 bits, consistente en el complemento a uno de la suma en complemento a uno del contenido de la cabecera y datos del segmento TCP, es calculado por el emisor, e incluido en la transmisión del segmento. Se usa la suma en complemento a uno porque el acarreo final de ese método puede ser calculado en cualquier múltiplo de su tamaño (16-bit, 32-bit, 64-bit...) y el resultado, una vez plegado, será el mismo. El receptor TCP recalcula el checksum sobre las cabeceras y datos recibidos. El complemento es usado para que el receptor no tenga que poner a cero el campo del checksum de la cabecera antes de hacer los cálculos, salvando en algún lugar el valor del checksum recibido; en vez de eso, el receptor simplemente calcula la suma en complemento a uno con el checksum incluido, y el resultado debe ser igual a 0. Si es así, se asume que el segmento ha llegado intacto y sin errores.

Hay que fijarse en que el checksum de TCP también cubre los 96 bit de la cabecera que contiene la dirección origen, la dirección destino, el protocolo y el tamaño TCP. Esto proporciona protección contra paquetes mal dirigidos por errores en las direcciones.

El checksum de TCP es una comprobación bastante débil. En niveles de enlace con una alta probabilidad de error de bit quizá requiera una capacidad adicional de corrección/detección de errores de enlace. Si TCP fuese rediseñado hoy, muy probablemente tendría un código de redundancia cíclica (CRC) para control de errores en vez del actual checksum. La debilidad del checksum está parcialmente compensada por el extendido uso de un CRC en el nivel de enlace, bajo TCP e IP, como el usado en el PPP o en Ethernet. Sin embargo, esto no significa que el checksum de 16 bits es redundante: sorprendentemente, inspecciones sobre el tráfico de Internet han mostrado que son comunes los errores de software y hardware

[cita requerida] que introducen errores en los paquetes protegidos con un

CRC, y que el checksum de 16 bits de TCP detecta la mayoría de estos errores simples.

Los asentimientos (ACKs o Acknowledgments) de los datos enviados o la falta de ellos, son usados por los emisores para interpretar las condiciones de la red entre el emisor y receptor TCP. Unido a los temporizadores, los emisores y receptores TCP pueden alterar el comportamiento del movimiento de datos. TCP usa una serie de mecanismos para conseguir un alto rendimiento y evitar la congestión de la red (la idea es enviar tan rápido como el receptor pueda recibir). Estos mecanismos incluyen el uso de ventana deslizante, que controla que el transmisor mande información dentro de los límites del buffer del receptor, y algoritmos de control de flujo, tales como el algoritmo de Evitación de la Congestión (congestion avoidance), el de comienzo lento (Slow-start), el de retransmisión rápida, el de recuperación rápida (Fast Recovery), y otros.

Tamaño de ventana TCP

El tamaño de la ventana de recepción TCP es la cantidad de datos recibidos (en bytes) que pueden ser metidos en el buffer de recepción durante la conexión. La entidad emisora puede enviar una cantidad determinada de datos pero antes debe esperar un asentimiento con la actualización del tamaño de ventana por parte del receptor.

Un ejemplo sería el siguiente: un receptor comienza con un tamaño de ventana x y recibe y bytes, entonces su tamaño de ventana será (x - y) y el transmisor sólo podrá mandar paquetes con un tamaño máximo de datos de (x - y) bytes. Los siguientes paquetes recibidos seguirán restando tamaño a la ventana de recepción. Esta situación seguirá así hasta que la aplicación receptora recoja los datos del buffer de recepción. Yes

Escalado de ventana

Para una mayor eficiencia en redes de gran ancho de banda, debe ser usado un tamaño de ventana mayor. El campo TCP de tamaño de ventana controla el movimiento de datos y está limitado a 16 bits, es decir, a un tamaño de ventana de 65.535 bytes.

Como el campo de ventana no puede expandirse se usa un factor de escalado. La escala de ventana TCP (TCP window scale) es una opción usada para incrementar el máximo tamaño de ventana desde 65.535 bytes, a 1 Gigabyte.

La opción de escala de ventana TCP es usada solo durante la negociación en tres pasos que constituye el comienzo de la conexión. El valor de la escala representa el número de bits desplazados a la izquierda de los 16 bits que forman el campo del tamaño de ventana. El valor de la escala puede ir desde 0 (sin desplazamiento) hasta 14. Hay que recordar que un número binario desplazado un bit a la izquierda es como multiplicarlo en base decimal por 2.

Fin de la conexión

Cierre de una conexión según el estándar.

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La fase de finalización de la conexión usa una negociación en cuatro pasos (four-way handshake), terminando la conexión desde cada lado independientemente. Cuando uno de los dos extremos de la conexión desea parar su "mitad" de conexión transmite un paquete FIN, que el otro interlocutor asentirá con un ACK. Por tanto, una desconexión típica requiere un par de segmentos FIN y ACK desde cada lado de la conexión.

Una conexión puede estar "medio abierta" en el caso de que uno de los lados la finalice pero el otro no. El lado que ha dado por finalizada la conexión no puede enviar más datos pero la otra parte si podrá.

Puertos TCP

TCP usa el concepto de número de puerto para identificar a las aplicaciones emisoras y receptoras. Cada lado de la conexión TCP tiene asociado un número de puerto (de 16 bits sin signo, con lo que existen 65536 puertos posibles) asignado por la aplicación emisora o receptora. Los puertos son clasificados en tres categorías: bien conocidos, registrados y dinámicos/privados. Los puertos bien conocidos son asignados por la Internet Assigned Numbers Authority (IANA), van del 0 al 1023 y son usados normalmente por el sistema o por procesos con privilegios. Las aplicaciones que usan este tipo de puertos son ejecutadas como servidores y se quedan a la escucha de conexiones. Algunos ejemplos son: FTP (21), SSH (22), Telnet (23), SMTP (25) y HTTP (80). Los puertos registrados son normalmente empleados por las aplicaciones de usuario de forma temporal cuando conectan con los servidores, pero también pueden representar servicios que hayan sido registrados por un tercero (rango de puertos registrados: 1024 al 49151). Los puertos dinámicos/privados también pueden ser usados por las aplicaciones de usuario, pero este caso es menos común. Los puertos dinámicos/privados no tienen significado fuera de la conexión TCP en la que fueron usados (rango de puertos dinámicos/privados: 49152 al 65535, recordemos que el rango total de 2 elevado a la potencia 16, cubre 65536 números, del 0 al 65535)

Desarrollo de TCP

TCP es un protocolo muy desarrollado y complejo. Sin embargo, mientras mejoras significativas han sido propuestas y llevadas a cabo a lo largo de los años, ha conservado las operaciones más básicas sin cambios desde el RFC 793, publicado en 1981. El documento RFC 1122 (Host Requirements for Internet Hosts), especifica el número de requisitos de una implementación del protocolo TCP. El RFC 2581 (Control de Congestión TCP) es uno de los más importantes documentos relativos a TCP de los últimos años, describe nuevos algoritmos para evitar la congestión excesiva. En 2001, el RFC 3168 fue escrito para describir la Notificación de Congestión Explícita (ECN), una forma de eludir la congestión con mecanismos de señalización. En los comienzos del siglo XXI, TCP es usado en el 95% de todos los paquetes que circulan por Internet. Entre las aplicaciones más comunes que usan TCP están HTTP/HTTPS (World Wide Web), SMTP/POP3/IMAP (correo electrónico) y FTP (transferencia de ficheros). Su amplia extensión ha sido la prueba para los desarrolladores originales de que su creación estaba excepcionalmente bien hecha.

Recientemente, un nuevo algoritmo de control de congestión fue desarrollado y nombrado como FAST TCP (Fast Active queue management Scalable Transmission Control Protocol) por los científicos de Caltech (California Institute of Technology). Es similar a TCP Vegas en cuanto a que ambos detectan la congestión a partir de los retrasos en las colas que sufren los paquetes al ser enviados a su destino. Todavía hay un debate abierto sobre si éste es un síntoma apropiado para el control de la congestión.

User Datagram Protocol

User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo del nivel de transporte basado en el intercambio de datagramas. Permite el envío de datagramas a través de la red sin que se haya establecido previamente una conexión, ya que el propio datagrama incorpora suficiente información de direccionamiento en su cabecera. Tampoco tiene confirmación ni control de flujo, por lo que los paquetes pueden adelantarse unos a otros; y tampoco se sabe si ha llegado correctamente, ya que no hay confirmación de entrega o recepción. Su uso principal es para protocolos como DHCP, BOOTP, DNS y demás protocolos en los que el intercambio de paquetes de la conexión/desconexión son mayores, o no son rentables con respecto a la información transmitida, así como para la transmisión de audio y vídeo en tiempo real, donde no es posible realizar retransmisiones por los estrictos requisitos de retardo que se tiene en estos casos.

Descripción técnica

User Datagram Protocol (UDP) es un protocolo mínimo de nivel de transporte orientado a mensajes documentado en el RFC 768 de la IETF.

En la familia de protocolos de Internet UDP proporciona una sencilla interfaz entre la capa de red y la capa de aplicación. UDP no otorga garantías para la entrega de sus mensajes y el origen UDP no retiene estados de los mensajes UDP que han sido enviados a la

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red. UDP sólo añade multiplexado de aplicación y suma de verificación de la cabecera y la carga útil. Cualquier tipo de garantías para la transmisión de la información deben ser implementadas en capas superiores

+ Bits 0 - 15 16 - 31

0 Puerto origen Puerto destino

32 Longitud del Mensaje Suma de verificación

64 Datos

La cabecera UDP consta de 4 campos de los cuales 2 son opcionales (con fondo rojo en la tabla). Los campos de los puertos fuente y destino son campos de 16 bits que identifican el proceso de origen y recepción. Ya que UDP carece de un servidor de estado y el origen UDP no solicita respuestas, el puerto origen es opcional. En caso de no ser utilizado, el puerto origen debe ser puesto a cero. A los campos del puerto destino le sigue un campo obligatorio que indica el tamaño en bytes del datagrama UDP incluidos los datos. El valor mínimo es de 8 bytes. El campo de la cabecera restante es una suma de comprobación de 16 bits que abarca la cabecera, los datos y una pseudo-cabecera con las IP origen y destino, el protocolo, la longitud del datagrama y 0's hasta completar un múltiplo de 16. Pero no los datos. El checksum también es opcional, aunque generalmente se utiliza en la práctica.

El protocolo UDP se utiliza por ejemplo cuando se necesita transmitir voz o vídeo y resulta más importante transmitir con velocidad que garantizar el hecho de que lleguen absolutamente todos los bytes.

Puertos

UDP utiliza puertos para permitir la comunicación entre aplicaciones. El campo de puerto tiene una longitud de 16 bits, por lo que el rango de valores válidos va de 0 a 65.535. El puerto 0 está reservado, pero es un valor permitido como puerto origen si el proceso emisor no espera recibir mensajes como respuesta.

Los puertos 1 a 1023 se llaman puertos "bien conocidos" y en sistemas operativos tipo Unix enlazar con uno de estos puertos requiere acceso como súper usuario.

Los puertos 1024 a 49.151 son puertos registrados.

Los puertos 49.152 a 65.535 son puertos efímeros y son utilizados como puertos temporales, sobre todo por los clientes al comunicarse con los servidores.

Código de ejemplo (Python)

El siguiente ejemplo muestra cómo usar el protocolo UDP para una comunicación cliente/servidor:

Servidor:

Import socket PUERTO = 10000 BUFLEN = 512 Server = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP) Server. Bind (('', PUERTO)) While True: (message, address) = server.recvfrom(BUFLEN) Print 'Recibiendo paquete desde %s:%d' % (address[0], address[1]) print 'Dato: %s' % message

Cliente (Cambia "127.0.0.1" por la dirección IP del servidor):

Import socket IP_SERVIDOR = '127.0.0.1' PUERTO_SERVIDOR = 10000

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Client = socket.socket(socket.AF_INET, socket.SOCK_DGRAM, socket.IPPROTO_UDP) For i in range (3): Print 'Enviando paquete %d' % i message = 'Este es el paquete %d' % i client.sendto(message, (IP_SERVIDOR, PUERTO_SERVIDOR)) client.close ()

Código de ejemplo (C++)

El siguiente ejemplo muestra cómo usar el protocolo UDP para una comunicación cliente/servidor:

Servidor:

#include <winsock.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") const int BufLen = 1024; int main() { WSADATA wsaData; SOCKET RecvSocket; sockaddr_in RecvAddr; int Puerto = 2345; char RecvBuf[BufLen]; sockaddr_in SenderAddr; int SenderAddrSize = sizeof(SenderAddr); WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); RecvSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); RecvAddr.sin_family = AF_INET; RecvAddr.sin_port = htons(Puerto); RecvAddr.sin_addr.s_addr = INADDR_ANY; bind(RecvSocket, (SOCKADDR *) &RecvAddr, sizeof(RecvAddr)); recvfrom(RecvSocket,RecvBuf, BufLen,0,(SOCKADDR *)&SenderAddr,&SenderAddrSize); printf("%s\n",RecvBuf); closesocket(RecvSocket); WSACleanup(); }

Cliente (Cambia "127.0.0.1" por la dirección IP del servidor):

#include <winsock.h> #pragma comment(lib,"ws2_32.lib") int main() { WSADATA wsaData; SOCKET SendSocket; sockaddr_in RecvAddr; int Puerto = 2345; char ip[] = "127.0.0.1"; char SendBuf[] = "Hola!!!!"; WSAStartup(MAKEWORD(2,2), &wsaData); SendSocket = socket(AF_INET, SOCK_DGRAM, IPPROTO_UDP); RecvAddr.sin_family = AF_INET; RecvAddr.sin_port = htons(Puerto); RecvAddr.sin_addr.s_addr = inet_addr(ip); sendto(SendSocket,SendBuf,strlen(SendBuf)+1,0,(SOCKADDR *) &RecvAddr,sizeof(RecvAddr)); WSACleanup(); }

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Comparativa entre UDP y TCP (Transmission Control Protocol)

UDP: proporciona un nivel de transporte no fiable de datagramas, ya que apenas añade la información necesaria para la comunicación extremo a extremo al paquete que envía al nivel inferior. Lo utilizan aplicaciones como NFS (Network File System) y RCP (comando para copiar ficheros entre ordenadores remotos), pero sobre todo se emplea en tareas de control y en la transmisión de audio y vídeo a través de una red. No introduce retardos para establecer una conexión, no mantiene estado de conexión alguno y no realiza seguimiento de estos parámetros. Así, un servidor dedicado a una aplicación particular puede soportar más clientes activos cuando la aplicación corre sobre UDP en lugar de sobre TCP.

TCP: es el protocolo que proporciona un transporte fiable de flujo de bits entre aplicaciones. Está pensado para poder enviar grandes cantidades de información de forma fiable, liberando al programador de la dificultad de gestionar la fiabilidad de la conexión (retransmisiones, pérdida de paquetes, orden en el que llegan los paquetes, duplicados de paquetes...) que gestiona el propio protocolo. Pero la complejidad de la gestión de la fiabilidad tiene un coste en eficiencia, ya que para llevar a cabo las gestiones anteriores se tiene que añadir bastante información a los paquetes que enviar. Debido a que los paquetes para enviar tienen un tamaño máximo, cuanta más información añada el protocolo para su gestión, menos información que proviene de la aplicación podrá contener ese paquete (el segmento TCP tiene una sobrecarga de 20 bytes en cada segmento, mientras que UDP solo añade 8 bytes). Por eso, cuando es más importante la velocidad que la fiabilidad, se utiliza UDP. En cambio, TCP asegura la recepción en destino de la información para transmitir.

Transmisión de vídeo y voz

UDP es generalmente el protocolo usado en la transmisión de vídeo y voz a través de una red. Esto es porque no hay tiempo para enviar de nuevo paquetes perdidos cuando se está escuchando a alguien o viendo un vídeo en tiempo real.

Ya que tanto TCP como UDP circulan por la misma red, en muchos casos ocurre que el aumento del tráfico UDP daña el correcto funcionamiento de las aplicaciones TCP. Por defecto, TCP pasa a un segundo lugar para dejar a los datos en tiempo real usar la mayor parte del ancho de banda. El problema es que ambos son importantes para la mayor parte de las aplicaciones, por lo que encontrar el equilibrio entre ambos es crucial.

Ancho de banda

En conexiones a Internet el ancho de banda es la cantidad de información o de datos que se puede enviar a través de una conexión de red en un período de tiempo dado. El ancho de banda se indica generalmente en bits por segundo (bps), kilobits por segundo (Kbps), o megabits por segundo (Mbps).

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Para señales analógicas, el ancho de banda es la longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal. Puede ser calculado a partir de una señal temporal mediante el análisis de Fourier. También son llamadas frecuencias efectivas las pertenecientes a este rango.

Figura 1.- El ancho de banda viene determinado por las frecuencias comprendidas entre f1 y f2.

Así, el ancho de banda de un filtro es la diferencia entre las frecuencias en las que su atenuación al pasar a través de filtro se mantiene igual o inferior a 3 dB comparada con la frecuencia central de pico (fc) en la Figura 1.

La frecuencia es la magnitud física que mide las veces por unidad de tiempo en que se repite un ciclo de una señal periódica. Una señal periódica de una sola frecuencia tiene un ancho de banda mínimo. En general, si la señal periódica tiene componentes en varias frecuencias, su ancho de banda es mayor, y su variación temporal depende de sus componentes frecuenciales.

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Normalmente las señales generadas en los sistemas electrónicos, ya sean datos informáticos, voz, señales de televisión, etc. son señales que varían en el tiempo y no son periódicas, pero se pueden caracterizar como la suma de muchas señales periódicas de diferentes frecuencias.

Uso común

Es común denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos que se pueden transmitir en una unidad de tiempo. Por ejemplo, una línea ADSL de 256 kbps puede, teóricamente, enviar 256000 bits (no bytes) por segundo. Esto es en realidad la tasa de transferencia máxima permitida por el sistema, que depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la potencia de ruido y de la codificación de canal.

Un gráfico de la magnitud de ganancia de banda de un filtro, ilustrando el concepto de un ancho de banda de -3 dB a una ganancia de 0,707. Los ejes de frecuencia en el diagrama pueden ser a escala linear o logarítmica.

Un ejemplo de banda estrecha es la realizada a través de una conexión telefónica, y un ejemplo de banda ancha es la que se realiza por medio de una conexión DSL, microondas, cable módem o T1. Cada tipo de conexión tiene su propio ancho de banda analógico y su tasa de transferencia máxima. El ancho de banda y la saturación redil son dos factores que influyen directamente sobre la calidad de los enlaces.

El rango de frecuencia que deja a un canal pasar satisfactoriamente se expresa en Hz.

Bw=∆f=fcs (frecuencia de corte superior) – fci (frecuencia de corte inferior)

También suele usarse el término ancho de banda de un bus de ordenador para referirse a la velocidad a la que se transfieren los datos por ese bus (véase Front-side bus), suele expresarse en bytes por segundo (B/s), Megabytes por segundo (MB/s) o Gigabytes por segundo (GB/s).

Se calcula multiplicando la frecuencia de trabajo del bus, en ciclos por segundo por el número de bytes que se transfieren en cada ciclo.

Por ejemplo, un bus que transmite 64 bits de datos a 266 MHz tendrá un ancho de banda de 2,1 GB/s.

Algunas veces se transmite más de un bit en cada ciclo de reloj, en este caso se multiplicará el número de bits por la cantidad de transferencias que se realizan en cada ciclo (MT/s).

Comúnmente, el ancho de banda que no es otra cosa que un conjunto de frecuencias consecutivas, es confundido al ser utilizado en líneas de transmisión digitales, donde es utilizado para indicar régimen binario o caudal que es capaz de soportar la línea.

Banda ancha

Se conoce como banda ancha en telecomunicaciones a la transmisión de datos en la cual se envían simultáneamente varias piezas de información, con el objeto de incrementar la velocidad de transmisión efectiva. En ingeniería de redes este término se utiliza también para los métodos en donde dos o más señales comparten un medio de transmisión.

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Algunas de las variantes de los servicios de línea de abonado digital (del inglés Digital Subscriber Line, DSL) son de banda ancha en el sentido de que la información se envía sobre un canal y la voz por otro canal, como el canal ATC, pero compartiendo el mismo par de cables. Los módems analógicos que operan con velocidades mayores a 600 bps también son técnicamente banda ancha, pues obtienen velocidades de transmisión efectiva mayores usando muchos canales en donde la velocidad de cada canal se limita a 600 baudios. Por ejemplo, un modem de 2400 bps usa cuatro canales de 600 baudios. Este método de transmisión contrasta con la transmisión en banda base, en donde un tipo de señal usa todo el ancho de banda del medio de transmisión, como por ejemplo Ethernet 100BASE-T.

Es una tecnología de módems que permite el tráfico de datos se realice a una velocidad extraordinaria a través de una línea telefónica convencional. Además se puede mantener una conversación por teléfono mientras se está navegando por Internet.

Multiplexación

Las comunicaciones pueden utilizar distintos canales físicos simultáneamente; es decir multiplexar para tener acceso múltiple. Tales canales pueden distinguirse uno de otro por estar separados en tiempo (multiplexación por división de tiempo o TDM), frecuencia de portadora (multiplexación por división de frecuencia, FDM o multiplexación por división de longitud de onda, WDM), o por código (multiplexación por división de código, CDMA). Cada canal que toma parte en la multiplexación es por definición de banda estrecha (pues no está utilizando todo el ancho de banda del medio).

Uso confuso

Aunque varias formas de transmisión de baja velocidad como los módems analógicos de más de 600 bps son de banda ancha, esta denominación se ha asociado más estrechamente con formas transmisión de alta velocidad tales como DSL y T/E-carrier. Por ello la denominación "banda ancha" también se utiliza para indicar velocidades relativamente altas, mientras que la denominación "banda estrecha" se utiliza para indicar velocidades relativamente bajas. Hoy en día es bastante común oír que a un método de banda ancha como un módem de 9600 bits se lo tilde de "banda estrecha", mientras que a un método de banda base como Ethernet 10BASE-T se lo denomine como de "banda ancha".

La recomendación I.113 de ITU-T, el sector de estandarización de la Unión Internacional de Telecomunicaciones, encuadra dentro de banda ancha a las técnicas capaces de transmitir más rápido que un acceso primario de RDSI, sea éste a 2 ó 6 Mbps. Sin embargo las velocidades de 512 kbps o incluso 1024 kbps se comercializan como de "banda ancha", convención que siguen tanto los proveedores de servicios de Internet como los institutos en sus centros.