En el mundo moderno, existen varias formas en las que las computadoras y los dispositivos pueden comunicarse entre sí y con las redes. Una de ellas es la interfaz de red. Por lo tanto, este artículo busca ofrecer una exploración en profundidad de las interfaces de red, incluidas sus características, funciones y clasificación, categorizándolas según su utilidad tanto a nivel personal como empresarial. Al avanzar a través de estas ideas básicas, los lectores pueden comprender mejor cómo las interfaces de red están bien posicionadas dentro de cada una de las diversas implementaciones de red que permiten el flujo de datos y conexiones entre usuarios. Sin embargo, a medida que avanza el tiempo, la importancia de las interfaces de red seguirá creciendo y, por lo tanto, será necesario analizar en detalle su mecanismo y usos prácticos. Independientemente de su formación o interés en la tecnología, ya sea un profesional de TI o simplemente un fanático de la tecnología, esta guía lo ayudará a tener las habilidades esenciales necesarias para lidiar con el intrincado mundo de las interfaces de red.
¿Qué es la interfaz de red físicamente?
Cómo definir una interfaz de red
Una interfaz de red es un elemento de hardware o software dedicado que permite que una computadora o dispositivo similar se conecte a una red. Funciona como un intercambio importante entre computadoras en una red para la comunicación de datos. Con respecto al hardware, las interfaces de red generalmente tienen la forma de tarjetas de interfaz de red (NIC). En algunos dispositivos, las interfaces de red pueden estar integradas en la placa base, mientras que en otros, se agregan como tarjetas de expansión. En función física, las interfaces de red manejan señales eléctricas, electrónicas y ópticas de modo que los diversos paquetes de datos generados o que se envían puedan entregarse a los lugares correctos. Proporcionan los requisitos mínimos para numerosos servicios de red e incluso realizan correcciones de errores y almacenamiento en búfer de datos, que se consideran de gran ayuda cuando se trata de operar un sistema de red.
Otras funciones de la tarjeta de interfaz de red (NIC)
De la lectura de algunas de las fuentes tecnológicas mejor valoradas relacionadas con el papel de las tarjetas de interfaz de red (NIC), hay algunas cosas que considero irremplazables cuando se trata de mantener la conectividad, así como los niveles de rendimiento dentro de una red. También es importante considerar las NIC como aquellas interfaces cuya función es codificar o decodificar información de paralelo a serie y viceversa. Al hacerlo, garantiza que haya una interconexión efectiva entre dispositivos y redes al controlar los canales de transferencia de datos y ocuparse de los protocolos. Un uso común es el análisis de parámetros técnicos asociados con las NIC o tarjetas de interfaz de red que abarcan el ancho de banda, la latencia y la compatibilidad estándar con Ethernet, wi-fi y fibra óptica. Sin duda, estos parámetros son muy críticos para restaurar la integridad de la conexión sobre la velocidad y la confiabilidad de cualquier red. Las NIC, por ejemplo, pueden encender o reactivar la unidad una vez que recibe un mensaje de red utilizando una función Wake-on-LAN. La mejora de la función de calidad de servicio se puede lograr al enfocar la QoS en la mayoría de las comunicaciones y eliminar las menos utilizables. Con este conocimiento es necesario comprender por qué se incluyen parámetros como estos en las tarjetas de interfaz de red.
Diversos usos de la interfaz en redes
La interfaz en redes se utiliza para permitir la comunicación entre diferentes nodos conectados a una red. Esto se hace actuando como un nodo a través del cual se transfieren paquetes de información desde otros nodos y también hacia los otros nodos que se han definido estructuralmente. La interconexión en redes, ya sea mediante cables o alambres, consiste en garantizar que la aplicación que necesita los paquetes de datos, como TCP/IP, tenga los paquetes de datos en el formato correcto y ordene los datos de tal manera que estos no sobrecarguen ni bloqueen la red. También existen varios tipos de componentes que incluyen interfaces que actuarán como filtros de paquetes, mediante los cuales se buscan datos y se clasifican según procedimientos establecidos. Por lo tanto, la estructura de comunicación es muy importante para permitir la conectividad entre los dispositivos y aplicar estrategias destinadas a mejorar las características de seguridad y las optimizaciones dentro de la red para que la red en su conjunto funcione mejor.
¿Cómo funciona una tarjeta de interfaz de red (NIC)?
Las partes esenciales de una tarjeta de interfaz de red
En mi búsqueda por comprender los problemas relacionados con las tarjetas de interfaz de red (NIC), he encontrado algunas características esenciales que son cruciales para su funcionamiento, así como mucha otra documentación notable basada en tecnología. Para empezar, la dirección MAC (Media Access Control) también es una característica importante, que ofrece la identificación del componente de hardware especificado para dispositivos de red para seguridad y enrutamiento de transporte de datos. Una NIC también tiene un transceptor que ayuda en el envío y "recepción" de paquetes de datos a través del medio de red, ya sea a través de cables de cobre, fibra óptica o de forma inalámbrica.
Además, el búfer de memoria es de gran importancia, ya que permite almacenar en búfer los datos cuya transmisión está en curso, lo que ayuda a reducir la congestión dentro de la red. El núcleo o el firmware integrado en la NIC realiza algunas funciones e instrucciones de bajo nivel que son necesarias para el correcto funcionamiento de la NIC. En el caso de los parámetros técnicos, debería ser la capacidad de velocidad de datos, por ejemplo Mbps o Gbps (ancho de banda), y qué tecnología de red necesita soporte, como Ethernet, Wi-Fi y otras. Finalmente, comprender estas partes subraya los elegantes e intrincados procesos en los que la NIC interactúa con otros dispositivos en la red.
Métodos utilizados por una NIC para transmitir datos
Cada función de la NIC se realiza de manera secuencial para lograr la comunicación en red. En primer lugar, obtiene algunos datos del sistema operativo de la computadora, que codifica estos datos particulares en forma de paquete. La NIC procede a sellar cada uno de estos paquetes con las cabezas y colas pertinentes, que comprenden los estéreos del remitente y los estéreos del verificador del destinatario para mejorar la precisión del enrutamiento y la entrega de los mensajes. Después de eso, el componente transceptor de la NIC también es muy importante porque toma estos paquetes de datos y, debido a la modulación interna, los transmite al medio de red, que puede ser cableado eléctrico, cables ópticos o señales inalámbricas. En el curso de este proceso, la NIC realiza funciones integradas adicionales, como la detección de errores, que garantiza que el daño a la información que se transmite a través de la red sea mínimo. Esta forma ordenada de tratar los datos garantiza a todos los usuarios de la red un intercambio de información confiable y rápido.
Clasificación de las interfaces de red
Las interfaces de red se pueden clasificar según su topología de conexión y su finalidad. Las interfaces cableadas incluyen interfaces rápidas y estables "basadas en Ethernet", normalmente a través de conectores RJ-45 o estándares 10/100/1000Base-T. Las interfaces inalámbricas ofrecen la ventaja de la comodidad y la conveniencia y funcionan utilizando ondas de radio distribuidas con Wi-Fi según el estándar IEEE 802.11 con distintos grados de cobertura y velocidad. Las interfaces de fibra óptica también proporcionan conexiones de alta confiabilidad y latencia mínima que pueden extenderse a grandes distancias. La interfaz de red que se elija depende de necesidades de orden superior como la velocidad, la distancia, los tipos de interferencia y el área circundante donde funcionará.
¿Cuáles son los diferentes tipos de interfaces de red?
Comprensión de las interfaces Ethernet
Una interfaz Ethernet ofrece una interfaz cableada capaz de transmitir datos a alta velocidad y cubre cableado de par trenzado o cableado coaxial. Estas incluyen configuraciones Ethernet 10Base-T, 100Base-TX y 1000Base-T que proporcionan velocidades de datos de 10 Mbps, 100 Mbps y 1 Gbps, respectivamente, todas ellas cubiertas por el estándar IEEE 802.3. El espectacular aumento en el uso de Ethernet se debe a su eficiencia, bajo costo y excelente manejo del tráfico de datos en el caso de las redes de área local (LANS), de ahí su uso en la mayoría de los hogares y empresas.
Explorando interfaces virtuales
Una interfaz de red virtual, o NIC (Network Interface Card) virtual, es un procedimiento virtualizado basado en software/seguridad predeterminado que reemplaza una interfaz física por sí mismo. Estos sistemas son muy útiles en la virtualización de procesos donde los recursos de red están altamente consolidados y compartidos entre muchas máquinas virtuales convergentes en una sola máquina. Estas interfaces virtuales mejoran la contención, expansión y productividad de las unidades de consumo de la red, además de tecnologías como las redes LAN y las redes tecnológicas (SDN). La implementación de estas interfaces ha mejorado la regulación, seguridad y eficiencia de los procesos de datos en muchos sistemas de red complejos y escalables, que sirven como columna vertebral de la implementación de sistemas de TI de nueva generación.
Explorando interfaces inalámbricas
Pero en la actualidad, las interfaces inalámbricas permiten que los dispositivos se conecten a una red informática sin utilizar cables ni circuitos. Emplean radiofrecuencia para la comunicación. Los adaptadores de interfaz inalámbrica se utilizan popularmente en redes de área local inalámbricas. También utilizan estándares IEEE 802.11, también conocidos como Wi-Fi. Los dispositivos inalámbricos utilizan tecnología MIMO y OFDM para una provisión de buena calidad, como la transmisión de datos. Estas interfaces son muy importantes, especialmente para proporcionar movilidad mediante la conexión de dispositivos como computadoras portátiles, teléfonos y tabletas. Esto también incluye la aplicación de dispositivos de protección como WPA3 para la protección de la información y la seguridad informática en la instalación. Debido a la naturaleza de las actividades operativas de información en las sociedades modernas, las interfaces inalámbricas se aplican ampliamente en todas las esferas, incluidas las redes personales e institucionales.
Cómo configurar una interfaz, una tarjeta de red
Cómo cambiar una interfaz de red en sistemas Linux
- Identificar la interfaz de red: Utilice el comando “ip a” o “ifconfig” para ver las interfaces de red en el sistema. Este paso le ayudará a identificar la interfaz que desea configurar.
- Bajar la interfaz: Cualquier cambio realizado desde arriba, baje la interfaz: sudo if down o "sudo ip link set"
- Editar archivos de configuración: Vaya al archivo de texto en '/etc/network/interfaces' o '/etc/netplan/*.yaml' para encontrar las partes relevantes sobre cómo editar la configuración de red del servidor Ubuntu. Elija las opciones que se van a configurar, como la dirección IP, la máscara de red, la puerta de enlace y el DNS.
- Configurar dirección IP: Después de iniciar sesión en la interfaz, utilice el comando “ip addr add /24 dev” para asignar una dirección IP. Esta debe coincidir con la descripción según sea necesario en la red en particular.
- Mostrar la interfaz: Abra la interfaz que acaba de configurar con el comando sudo ifup o 'configuración del enlace ip sudo
- Verificar conectividad: Pruebe la red haciendo ping a una dirección IP conocida o al destino que se haya configurado usando el comando ping para confirmar que todas las configuraciones y ajustes se hayan realizado correctamente.
- Configuraciones persistentes: Desconecte y recuerde confirmar la configuración para que siga vigente después de reiniciar. Windows ejecuta el servicio apropiado ejecutando “sudo systemctl restart networking” o “sudo netplan apply” durante el tiempo de netplan.
Completar estos pasos le permitirá configurar con éxito una conexión al sistema operativo Linux y mantener las capacidades de red deseadas.
Asignar una dirección IP
Para asignar una dirección IP de forma efectiva, se debe elegir la IP adecuada entre las disponibles en la subred de la red y que no estén en uso por otros dispositivos. El comando ip addr add / Desarrollador Puede ayudar a asignar la IP a la interfaz especificada. Especifique la máscara de número utilizando la notación CIDR (p. ej.: `/24 L2. que cualquier cambio se realice de manera que el diseño esencial de se vuelva obediente y funcional aún esté en su lugar.
Configuración de la interfaz de bucle invertido
La interfaz de bucle invertido, a menudo denominada lo', se encarga de cualquier comunicación que tenga lugar en la red interna. De forma predeterminada, la interfaz de bucle invertido se configura con el número de dirección IP 127.0 0.1' y la máscara de subred 255 0 0 0. Dado que no es distinta, los scripts de inicialización de la red realizan automáticamente su configuración cuando se enciende el sistema. Para ver la configuración, ejecute ip addr y muestre Monday loom. Es preferible que esta interfaz no se configure manualmente en la mayoría de los casos, ya que se utiliza principalmente para la comunicación entre procesos destinada a los tipos de sistemas host. Su configuración, de la misma manera, es permanente por naturaleza operativa y se realiza sin supervisión siempre que haya una conexión lógica principal para los enlaces internos.
¿Cómo cooperan estas interfaces de red con las diferentes capas de un modelo OSI?
Explorando la capa de enlace
La capa de enlace, que es la segunda capa del modelo OSI, funciona principalmente en las actividades de interfaz de red. Se ocupa de las disposiciones, funciones y procedimientos operativos que rigen la transmisión de información entre elementos adyacentes de una red informática, en particular con la provisión de direccionamiento y la corrección de errores. Las funciones de la capa de enlace se llevan a cabo normalmente en dos capas, el control de enlace lógico (LLC) y el control de acceso al medio (MAC). El LLC consta principalmente de funciones que son necesarias para los protocolos de la capa de red, así como para el manejo o sincronización de tramas. Por el contrario, la subcapa MAC se utiliza para determinar cómo se encapsulan los datos en unidades más pequeñas y se transmiten a través de un método específico de comunicación. Las capas de enlace están asociadas con la solicitud de paquetes de datos de capas superiores para que presenten físicamente los datos para su transmisión y envíen el paquete a las capas de red para su recepción. La capa de enlace sustenta la fiabilidad de la comunicación de nodo a nodo, donde se centra explícitamente el enlace de datos o las interfaces de red.
Interacción con la capa de red
La capa de red, también denominada capa 3 del modelo OSI, se encarga del enrutamiento, reenvío y direccionamiento de los mensajes a través de la conexión. Las interfaces de red funcionan en esta capa con direcciones IP para encontrar la mejor ruta para los paquetes de datos de varios nodos a través de múltiples redes. Esta interacción incluye adjuntar al núcleo de la información que se envía dentro de una porción de paquete la información de direccionamiento adecuada para ayudar a la distribución eficaz y rápida de dicho paquete. La interfaz de red también contiene mecanismos necesarios para la descomposición y recombinación de los paquetes de datos en caso de que sean más grandes que el tamaño de unidad de transmisión permitido para ese segmento de la red. Esto ayuda a proporcionar una comunicación continua a través de una red compleja.
Descripción general de la función del control de acceso al medio (MAC)
La subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC) es importante en relación con el establecimiento de reglas sobre cómo y dónde se pueden depositar los paquetes de datos en la red, generalmente a través de técnicas de control de aprensión para el protocolo de comunicación. La mayoría de las veces, implica técnicas, por ejemplo, en redes Ethernet, donde se utiliza el Acceso Múltiple por Detección de Colisiones con Detección de Portadora (CSMA/CD) para minimizar el desperdicio de datos al facilitar cambios en la forma en que se procesan las colisiones. Se emplean principios similares en un entorno de radio utilizando técnicas de Acceso Múltiple por Detección de Colisiones con Evitación de Colisiones (CSMA/CA). Además, la subcapa MAC también es responsable de describir procedimientos como el enmarcado y el control de acceso al medio, que abarca la asignación de direcciones MAC únicas para dispositivos en red que se utilizan para la entrega de paquetes de datos. Algunos de los parámetros destacados de la operación MAC son el tamaño de la dirección MAC (48 bits, en la mayoría de los casos, en notación hexadecimal) y las ventanas de tiempo de resolución de colisiones CSMA/CD, y las estrategias de retroceso de acceso que brindan igualdad de oportunidades para el acceso y la resolución de colisiones para medios compartidos. Estas funciones mejoran la coherencia y el uso riguroso del tiempo en la transmisión de datos en diferentes sistemas de comunicación.
Fuentes de referencia
Controlador de interfaz de red
Preguntas frecuentes (FAQ)
P: Una interfaz de red conecta los sistemas disponibles en el entorno y los ordenadores de los usuarios. ¿Por qué son necesarios estos dispositivos?
R: Una interfaz de red es un dispositivo físico o una interfaz basada en software que integra un sistema en una red interna o externa. Es importante porque permite que distintos tipos de dispositivos intercambien y transmitan información a través de una red en particular y, por lo tanto, conecta redes o dispositivos dispares. Las interfaces de red son fundamentales en Internet, las conexiones de área local u otras conexiones de red.
P: Describa cómo funciona un identificador de interfaz de red.
R: Cada interfaz se identifica de forma única mediante un identificador de interfaz de red. En esta categoría, se asigna una dirección de control de acceso al medio (MAC) a la interfaz de hardware que diferencia dos o más adaptadores de red conectados a una red. Su objetivo es garantizar que, siempre que se envíe un paquete, llegue al dispositivo correcto, lo que facilita las comunicaciones internas y externas.
P: ¿Por qué decimos que una interfaz de red física difiere de una virtual?
R: Una interfaz de red física, también conocida como tarjeta de red o tarjeta de interfaz de red (NIC), es un componente de hardware que permite la conexión de una computadora a una red. La conexión puede ser en forma de cable u ondas de radio. Una interfaz de red virtual es solo un software que imita una NIC física. Estas interfaces virtuales internas se utilizan mucho en entornos de virtualización donde una interfaz física se puede configurar para admitir múltiples redes lógicas.
P: ¿En qué medida cree usted que una interfaz de red acompañará al modelo OSI?
R: La interfaz de red, también conocida como NIC, funciona en el nivel más bajo del modelo OSI, que comprende la capa de enlace de datos. Esta capa garantiza la transmisión segura de tramas de datos entre dos estaciones conectadas directamente mediante un enlace físico. En lo que respecta a los requisitos de comunicación de datos, la interfaz de red realiza funciones como la creación de tramas, la asignación de direcciones y el control de errores, que son importantes para enviar y recibir datos útiles a través de una red.
P: ¿Puede ilustrar la esencia de las interfaces de red en relación con el direccionamiento IP?
A: Las interfaces de red son aspectos importantes del direccionamiento IP. A las primeras se les puede asignar uno o varios números IP, ya sea en formato IPv4 o IPv6. Estas direcciones actúan como la dirección del dispositivo dentro del alcance de la red de destino. La interfaz de red aplica estas direcciones IP siempre que sea necesario enviar/recuperar datos hacia/desde los respectivos objetos interestatales para que los datos puedan circular por la red en la dirección correcta.
P: ¿Con cuál de ellos cree usted que las interfaces de red cooperarán en canales como los mensajes TCP e ICMP?
A: Las interfaces de red interactúan con varios protocolos para fines de comunicación de red. En el caso del protocolo TCP (Transmission Control Protocol), la interfaz ayuda a iniciar y mantener la interacción entre dispositivos. Es responsable de transmitir y recibir segmentos TCP. En el caso del protocolo ICMP (Internet Communication Message Protocol), la interfaz de red permite el envío y la recepción de mensajes informativos, incluidas las solicitudes de ping y las respuestas necesarias para administrar una red.
P: Proporcione algunas interfaces comunes que haya utilizado y con las que esté familiarizado.
R: Algunas interfaces comunes que se utilizan para conectarse a una red son las NIC Ethernet para conexiones físicas, los adaptadores Wi-Fi para acceder a redes inalámbricas, las conexiones de fibra óptica para una red más eficiente y los módems de redes celulares. Las interfaces especializadas incluyen ATM para la industria de las telecomunicaciones e InfiniBand para supercomputadoras. Ahora, esta interfaz de red también está integrada en la placa base o en los diseños de sistemas en un chip (SoU).
P: Me preguntaba cómo podría ver las interfaces de red y configurarlas en mi computadora en red.
R: En la mayoría de los sistemas operativos, existen algunas interfaces integradas que se pueden utilizar para visualizar y administrar las interfaces de red. En el caso de las computadoras, por ejemplo, en los sistemas Linux, se puede utilizar fácilmente "ifconfig" y otras herramientas. En Windows, el panel de control, que puede especificar los parámetros de conectividad de red, permite el ajuste de la configuración de la interfaz de red. Dichas herramientas dentro de una computadora permiten ver las propiedades de la interfaz, configurar las propiedades y, dentro de la configuración del sistema para redes en Windows, por ejemplo "ipaddressing", dichas herramientas permiten configurar los sistemas con facilidad.