Introducción a las redes y protocolos

En la entrada anterior aprendimos que el Sistema Operativo es el “cerebro” de la computadora. Pero un cerebro aislado, por muy inteligente que sea, no puede cambiar el mundo. Necesita comunicarse.

Hoy vamos a explorar cómo logramos que una computadora en Ciudad de México hable instantáneamente con un servidor en Tokio. Bienvenidos al fascinante mundo de las Redes y los Protocolos, la infraestructura invisible de nuestra civilización digital.

1. ¿Qué es una Red de Computadoras?

En su definición más purista, una red es un conjunto de dos o más dispositivos conectados entre sí para compartir recursos (archivos, impresoras, internet).

Podemos clasificar las redes por su alcance geográfico. Las dos que debes tatuarte en la memoria son:

LAN (Local Area Network): Tu casa, tu oficina o un edificio. Es una red pequeña, rápida y privada.
WAN (Wide Area Network): Red de Área Amplia. Conecta LANs que están separadas geográficamente. El ejemplo más grande y famoso de una WAN es Internet.

2. El concepto de “Protocolo”: Las reglas del juego

Imagina que intentas hablar con alguien. Para entenderse, necesitan acordar ciertas reglas:

¿Qué idioma hablaremos? (Español)
¿A qué volumen? (Sin gritar)
¿Quién habla primero? (Turnos)

En informática, a este conjunto de reglas lo llamamos Protocolo.

Un protocolo define el formato, el orden y la manera en que las computadoras intercambian mensajes. Sin protocolos estandarizados, una Mac no podría abrir una página web alojada en un servidor Linux.

3. El Modelo OSI: El Mapa Sagrado

Para entender cómo viaja un “Hola” de tu WhatsApp hasta el teléfono de tu amigo, los ingenieros crearon un modelo teórico llamado Modelo OSI (Open Systems Interconnection).

Divide la comunicación en 7 Capas. Imagínalo como el proceso de enviar una carta por correo, donde cada paso agrega algo importante:

[Image of OSI model layers diagram with descriptions]

Capa Física (Cables y Señales): Es lo tangible. El cable de fibra óptica, las ondas de radio del Wi-Fi, los voltajes eléctricos. Aquí solo hay bits (0 y 1).
Capa de Enlace de Datos (La Identidad Local): Aquí viven las Direcciones MAC. Define cómo pasar datos al dispositivo vecino inmediato (del router a tu PC).
Capa de Red (La Ruta): Aquí vive la famosa Dirección IP. Se encarga de encontrar el mejor camino (enrutamiento) para llegar al destino final, aunque esté al otro lado del mundo.
Capa de Transporte (La Fiabilidad): Decide cómo se envían los datos. ¿Garantizamos que lleguen todos (TCP) o los enviamos rápido sin importar si se pierden algunos (UDP)?
Capa de Sesión: Inicia y termina la conversación entre máquinas.
Capa de Presentación: Traduce los datos (ej. encriptación, compresión de imágenes).
Capa de Aplicación: Lo que tú ves. La interfaz con la que interactúas (Navegador, Cliente de Correo).

4. Los protagonistas: TCP/IP

Aunque el modelo OSI es la teoría perfecta, en el mundo real internet funciona con una suite de protocolos llamada TCP/IP. Hablemos de sus estrellas principales:

A. Dirección IP (Internet Protocol)

Es el DNI o la dirección postal de tu computadora.

IPv4: El formato clásico (ej. 192.168.1.1). Se nos acabaron hace años.
IPv6: El nuevo formato, mucho más largo y complejo, diseñado para conectar cada tostadora y reloj del mundo.

B. TCP vs UDP (Transporte)

TCP (Transmission Control Protocol): Es como una carta certificada. Es lento pero seguro. Verifica que cada paquete de datos haya llegado correctamente. Se usa para correos, webs y descargas de archivos.
UDP (User Datagram Protocol): Es como gritarle a alguien en una fiesta. Es muy rápido, pero no garantizas que escuchen todo. Se usa para streaming de video o llamadas online (si pierdes un píxel, no importa, la transmisión sigue).

C. DNS (Domain Name System)

El “Listín Telefónico” de internet. Las computadoras solo entienden números (IPs), pero los humanos preferimos nombres. Cuando escribes google.com, el DNS traduce ese nombre a 142.250.189.206 para que tu computadora sepa a dónde ir.

D. DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol)

El encargado de asignar IPs automáticamente. Cuando llegas a una cafetería y te conectas al Wi-Fi, no tienes que configurar tu IP manualmente; el servidor DHCP te presta una para que navegues.

5. Puertos: Las puertas del edificio

Si la Dirección IP es la dirección del edificio, el Puerto es el número del apartamento.

Una computadora puede hacer muchas cosas a la vez (ver web, enviar correo, transferir archivos). ¿Cómo sabe a qué programa entregarle los datos que llegan? Por el número de puerto.

Puerto 80/443: Páginas Web (HTTP/HTTPS).
Puerto 22: SSH (Administración remota segura).
Puerto 53: DNS.

Conclusión: La base de la Ciberseguridad

¿Por qué un estudiante de seguridad debe dominar esto? Porque la mayoría de los ataques ocurren manipulando estas reglas:

Un Ataque DDoS abusa de los protocolos para saturar un servidor.
Un Man in the Middle intercepta el tráfico en la Capa 2 o 3.
Un Escaneo de Puertos busca qué “apartamentos” tienes abiertos para intentar entrar.

Entender las redes es entender el mapa del tesoro. Ahora que sabemos cómo viaja la información, surge una pregunta crítica: ¿Cómo evitamos que alguien lea esa información mientras viaja?

La respuesta es el arte de escribir en secreto. En la próxima y última entrada de esta serie básica, veremos: ¿Qué es y con qué se come la Criptografía?.