Como funciona un ordenador
Los ordenadores solo funcionan en binario: 1 o 0.
Un bit es solo puede tener uno de los dos posibles valores, para representar letras, números y caracteres especiales se representan una codificación de caracteres, donde cada símbolo tiene un valor numérico asignado, la codificación mas común es la ASCII en el cual cada carácter esta representado por 7 bits.
Ejemplo: A en ASCII se representa por el número 65 el cual a su vez se convierte en binario para que el ordenador pueda procesarlo, por lo que: A = 65 = 0100 0001
¿Si el sistema ASCII esta compuesto por 7 bits porque en binario la letra mayúscula A se presenta con 8 bits?
- Porque aunque esta basado en 7 bits, cuando se almacena un carácter en la memoria del ordenador o se transmite por la red, los datos se almacenan en bloques de 8 bits, cada paquete de 8 bits se llama Byte, porque los ordenadores están diseñados para trabajar con bytes, por eso se le añade un 0 a la izquierda.
Forma abreviada de representar:
- bit = b
- byte = B
- Kilobyte (KB) = 1024B
¿Por qué los sistemas están diseñados para trabajar con bytes?
- Es una pregunta que excede mis conocimientos, pero tiene que ver con la arquitectura de la CPU, le eficiencia de la memoria.
Otra forma de codificación es UNICODE el cual puede representar caracteres en casi todos los idiomas, así como símbolos, emoticonos y caracteres especiales.
Ejemplo:
😀 tiene como valor UNICODE = U+1F600, U+ solo es para identificar que es Unicode mientras que 1F600 es el valor hexadecimal que representa 😀.
Como UNICODE se convierte en binario desde hexadecimal tienes que pasarlo a decimal y de decimal a binario.
1F600 (hexadecimal) = 128512 (decimal) = 11111011011000000 (binario)
Métodos comunes de Transmisión de datos
Tipos de datos:
- Datos voluntarios: El usuario
es consciente de que recopilan. - Datos observados: Datos que
se generan por acciones del usuario. Ejemplo: Uso de la ubicación del móvil. - Datos inferidos: Datos que se
deducen de los datos voluntarios y observados. Ejemplo: El uso de la tarjeta de crédito implica que tu banco sabe en los sitios que sueles comprar con ella y la ubicación geográfica.
Los bits se deben convertir en señales para enviarlas por el medio.
El concepto de medio es el medio por el cual se transmites: cable de cobre, fibra óptica, ondas electromagnéticas.
Las señales están compuestas por patrones eléctricos u ópticos (pulsos eléctricos, señales ópticas, ondas de radio), estos patrones representan los bits.
Ancho de banda y Rendimiento
Ancho de banda
Los diferentes medios admiten la transferencia de bits a diferentes velocidades. La velocidad de transferencia de datos se analiza en términos de ancho de banda y rendimiento.
El ancho de banda es la capacidad de un medio para transportar X cantidad de datos. Se mide en la cantidad de bits que (en teoría) puede enviarse a través de los medios en un segundo.
Las propiedades de los medios, las tecnologías y las leyes de la física intervienen para determinar el ancho de banda.
Rendimiento
El rendimiento al igual que el ancho de banda, es la medida de la transferencia de bits por los medios durante un período determinado, aunque generalmente no coinciden.
Influye:
- La cantidad de datos que se envían y reciben por la conexión.
- Los tipos de datos que se transmiten.
- La latencia creada por la cantidad de dispositivos de red encontrados entre origen y destino.
El concepto de latencia se refiere a la cantidad de tiempo, incluida las demoras, que les toma a los datos transferirse desde el origen al fin.
El rendimiento no puede ser mas rápido que el enlace más lento de la ruta desde el dispositivo de origen hasta el destino.
Resumen:
- Ancho de banda: capacidad máxima teórica de la conexión, se mide en (Kbps, Mbps, Gbps)
- Rendimiento: es la velocidad real de la red.
- Latencia: mide el tiempo que tarda un dato en viajar desde origen hasta destino y se mide en milisegundos.
Componentes, tipos y conexiones de red
El mismo ordenador dependiendo del software que este ejecutando puede actuar como cliente y/o servidor.
Roles cliente y servidor
Todos los dispositivos conectados a la red se consideran hosts.
Los servidores son hosts con software el cual les permite proporcionar un servicio.
Los clientes son hosts con software el cual les permite solicitar información.
Peer-to-peer o P2P
Una red Peer-to-peer: es una red la cual hay 2 hosts conectados directamente compartiéndose servicios.
La principal desventaja de P2P es el rendimiento de un host puede verse afectado si hace como cliente y servidor a la vez.
| Ventajas | Desventajas |
|---|---|
| Fácil de configurar | La administración no esta centralizada |
| Menos complejo | No son tan seguras |
| Menor costo por la falta de necesidad de servidores | No son escalables |
| Para tareas sencillas como compartir archivos | Ralentiza el rendimiento de la red |
Aplicaciones P2P
Permiten que un dispositivo funcione como cliente y servidor, requieren una interfaz de usuario y un servicio ejecutándose en segundo plano.
Algunas apps P2P usa un sistema híbrido donde se descentraliza el intercambio de recursos, pero los índices que apuntan a las ubicaciones están almacenados en un directorio centralizado.
Múltiples Roles en la Red
Un host con software de servidor proporciona servicio a uno o muchos clientes simultáneamente y a demás ejecutando más de un software tipo servidor.
Componentes de la red
Infraestructura de red
Puede ser tan simple como un solo cable que une dos ordenadores o tan complejo como una red que abarca todo el planeta.
La infraestructura se compone de 3 categorías:
- Dispositivos finales: PC portátil, Ordenador escritorio, Impresora, Teléfono IP, Tablet, TV.
- Dispositivos intermedios: Router, Switch, Firewall
- Medios de red: Inalámbrico, LAN, WAN.
Los dispositivos y los medios son los elementos físicos o hardware de red. El hardware esta compuesto por los componentes visibles de la plataforma de red, como portátil, Switch o Router.
Dispositivos finales
El dispositivo final o host es el origen y destino de un mensaje transmitido a través de la red. Para identificar de forma exclusiva se usan las direcciones de host.