Internet: protocolos, direcciones IP y servicios

Lunes por la mañana en el laboratorio de cómputo del colegio técnico. Quieres bajar la hoja de datos de un regulador LM7805 para la fuente que vas a armar, y el navegador te dice que no encuentra la página. Sin embargo, el WhatsApp del celular, conectado al mismo wifi, funciona perfecto. Algo falla en la laptop, pero no todo. Para saber qué, hay que entender cómo está hecha Internet por dentro, con sus protocolos y direcciones IP, y eso es lo que pide el programa en este tema.

Mucha gente usa «Internet» y «la web» como si fueran lo mismo. No lo son, y esa diferencia aparece en los exámenes.

De dónde viene#

En 1969 se conectaron cuatro computadoras en Estados Unidos (la Universidad de California en Los Ángeles, el Stanford Research Institute, la Universidad de California en Santa Bárbara y la Universidad de Utah). Esa red se llamó ARPANET y la pagaba el Departamento de Defensa. Cada red nueva hablaba su propio idioma, hasta que el 1 de enero de 1983 ARPANET adoptó TCP/IP como idioma común. Esa fecha se toma como el nacimiento de Internet tal como la conocemos.

La web llegó después. Entre 1989 y 1991, Tim Berners-Lee, un investigador del laboratorio CERN en Suiza, propuso y construyó un sistema para compartir documentos con hipertexto: texto que contiene enlaces hacia otros documentos, de modo que saltas de uno a otro con un clic. Para eso creó tres piezas que todavía usas: el lenguaje HTML (la forma de escribir la página), el protocolo HTTP (la forma de pedirla) y las direcciones URL (la forma de nombrarla).

Características de Internet#

• Descentralizada. No hay una computadora central. Si se cae un enlace, los paquetes buscan otro camino.
• Red de redes. Tu laptop pertenece a la red del colegio, esta a la de un proveedor, y esa a otras más grandes.
• Conmutación de paquetes. Un archivo no viaja entero: se parte en pedazos y cada pedazo puede ir por una ruta distinta.
• Protocolos abiertos. Las reglas son públicas, por eso un teléfono, una laptop y un televisor de marcas distintas se entienden.
• Alcance global y disponible a cualquier hora, siempre que haya conexión.

Un ejemplo con números. Si descargas un PDF de 3 MB, la red lo parte en unos 2 000 paquetes de alrededor de 1 460 bytes de datos cada uno (3 000 000 ÷ 1 460 ≈ 2 055). Tu computadora recibe los paquetes desordenados y los acomoda. Si alguno se pierde, lo pide otra vez.

Los protocolos#

Un protocolo es el conjunto de reglas que dos equipos acuerdan para hablar: en qué orden, con qué formato y qué hacer si algo falla. Los que más vas a ver:

Protocolo	Para qué sirve	Puerto habitual
IP	Dar dirección a cada equipo y mover los paquetes entre redes	—
TCP	Entregar los datos completos y en orden (reenvía lo que se pierde)	—
UDP	Entregar rápido, sin confirmar (voz, video en vivo)	—
HTTP / HTTPS	Pedir y entregar páginas web; HTTPS va cifrado	80 / 443
DNS	Traducir nombres como www.mep.go.cr a direcciones IP	53
DHCP	Darle una IP automática a cada equipo que se conecta	UDP 67 y 68
FTP	Transferir archivos entre equipos	21
SMTP	Enviar correo	25 (587 para clientes)
POP3 / IMAP	Recibir correo	110 / 143

TCP/IP funciona por capas. IP se ocupa de que el paquete llegue al equipo correcto; TCP, de que llegue completo; HTTP, SMTP y los demás son los lenguajes de las aplicaciones que van encima. Cuando una página «no abre», el problema puede estar en cualquiera de esas capas, y por eso se revisa de abajo hacia arriba: cable o wifi, dirección IP, DNS y, por último, la página.

Direcciones: IP, máscara y nombres de dominio#

La dirección IPv4#

Cada equipo conectado necesita una dirección IP. En IPv4 son 32 bits, escritos como cuatro números de 0 a 255 separados por puntos. Cada número ocupa 8 bits (un octeto). Tomemos 192.168.1.10:

• 192 = 11000000 (128 + 64)
• 168 = 10101000 (128 + 32 + 8)
• 1 = 00000001
• 10 = 00001010 (8 + 2)

Con 32 bits caben 2³² = 4 294 967 296 direcciones. Parecen muchas, pero el planeta ya las agotó, y por eso nació IPv6, con 128 bits (unos 3,4 × 10³⁸ direcciones) escritas en hexadecimal, por ejemplo 2001:db8::1.

Direcciones privadas y públicas#

Tu laptop en el colegio casi nunca tiene una IP pública. Tiene una privada, que solo vale dentro de la red local. Los rangos privados reservados son:

• 10.0.0.0 a 10.255.255.255
• 172.16.0.0 a 172.31.255.255
• 192.168.0.0 a 192.168.255.255

El router tiene una sola IP pública que le da el proveedor, y reparte la conexión a todos los equipos de adentro.

Máscara y puerta de enlace#

La máscara dice cuál parte de la dirección identifica la red y cuál identifica al equipo. Con la máscara 255.255.255.0 (que también se escribe /24), los primeros tres octetos son la red.

Ejemplo. Tu laptop tiene IP 192.168.1.25 con máscara 255.255.255.0, y el router tiene 192.168.1.1 (la puerta de enlace). ¿Cuántos equipos caben en esa red y puede hablar directamente con 192.168.2.5?

Solución. Quedan 8 bits para equipos: 2⁸ = 256 direcciones. Se restan la .0 (identifica la red) y la .255 (difusión), así que caben 254 equipos. La dirección 192.168.2.5 tiene otro tercer octeto: está en otra red, y para llegar a ella la laptop debe pasar por la puerta de enlace.

Nombres de dominio y DNS#

Nadie recuerda una cadena de números para cada sitio, por eso existen los nombres. En www.mep.go.cr se lee de derecha a izquierda: cr es el dominio de Costa Rica, go indica gobierno, mep es la institución y www es el servidor web. Otros dominios del país son ac.cr (academia), co.cr (comercial) y ed.cr (educación). El servicio DNS hace la traducción de nombre a dirección IP, como una guía telefónica.

Servicios de Internet#

• Web (WWW). Páginas enlazadas con hipertexto. Ahí buscas hojas de datos y manuales.
• Correo electrónico. Mensajes con adjuntos entre personas. Usa SMTP para enviar y POP3 o IMAP para recibir. Su uso en detalle viene en el tema siguiente del programa.
• Foros. Espacios donde alguien plantea un tema y los demás responden en un hilo, ordenado por fechas. Hay foros de electrónica donde puedes preguntar por qué se calienta tu regulador, pero conviene leer primero las reglas del foro y buscar si ya se contestó.
• Transferencia de archivos (FTP) y almacenamiento en la nube.
• Mensajería y videollamadas, que hoy usan UDP con frecuencia por la rapidez.
• Acceso remoto a equipos, útil para dar soporte técnico a distancia.

Ventajas y desventajas#

Ventajas	Desventajas
Consultas hojas de datos, manuales y esquemas en segundos	Mucha información falsa o desactualizada
Comunicación casi inmediata con cualquier país	Virus, estafas y robo de contraseñas (phishing)
Trámites y estudio a distancia	Pérdida de privacidad si compartes de más
Actualizaciones de software y controladores	Dependencia: sin conexión se detiene el trabajo
Comunidades técnicas para aprender	Brecha digital: no todas las zonas tienen buena señal

Cómo se revisa una conexión que falla#

Volvamos a la laptop del laboratorio. En Windows abres el símbolo del sistema y escribes ipconfig; en Linux, ip a. Primero miras que tengas una IP del rango del colegio, por ejemplo 192.168.1.25. Si aparece algo como 169.254.x.x, el DHCP no te respondió: el problema es el cable, el wifi o el servidor DHCP.

Después haces ping 192.168.1.1 para probar el router y ping 8.8.8.8 para probar que sales a Internet. Si ese segundo responde pero ping www.mep.go.cr no, el camino está bien y lo que falla es el DNS. Eso explica el caso de la mañana: el celular usaba un DNS que funcionaba y la laptop tenía configurado otro caído.

Errores frecuentes#

• Decir que Internet y la web son lo mismo. El correo, los foros y el FTP no son la web.
• Escribir una IP con un número mayor que 255, como 192.168.1.300. No existe.
• Pensar que una IP privada es visible desde afuera. Solo vale dentro de tu red.
• Confundir HTTP con HTTPS. La «S» significa que la conexión va cifrada; sin ella, una contraseña viaja a la vista de cualquiera en la misma red.

Ponte a prueba#

¿Cuál es la diferencia entre Internet y la web?#

Escribe 168 en binario de 8 bits y explica cómo.#

Una red usa la máscara 255.255.255.0. ¿Cuántos equipos admite y por qué no son 256?#

Haces ping a 8.8.8.8 y responde, pero ping a www.mep.go.cr no. ¿Qué está fallando?#

¿Cuáles de estas direcciones son privadas: 10.4.0.7, 172.20.1.1, 172.40.1.1, 192.168.0.9?#

Fuentes#

• Ministerio de Educación Pública — Programa de estudio de Electrónica, Educación Diversificada (MEP, Costa Rica) (PDF)