15 - Redes inalámbricas

Las redes inalámbricas han revolucionado la forma en que nos conectamos a Internet y compartimos información. A diferencia de las redes cableadas, que requieren conexiones físicas mediante cables de red, las redes inalámbricas utilizan ondas de radio, infrarrojos o señales de microondas para transmitir datos. Esto permite mayor flexibilidad y movilidad, eliminando la necesidad de estar atados a un punto fijo de conexión.

Las redes inalámbricas presentan varias características que las diferencian de las cableadas:

• Movilidad: Los dispositivos pueden conectarse sin necesidad de cables, lo que facilita la conexión en cualquier lugar dentro del rango de la señal.

• Escalabilidad: Es más sencillo ampliar una red inalámbrica agregando nuevos dispositivos sin instalar cableado adicional.

• Accesibilidad: Permiten la conexión en lugares donde el cableado sería complicado o costoso, como aeropuertos, cafeterías o espacios al aire libre.

Ventajas y desventajas

Ventajas:

• Mayor comodidad y libertad de movimiento.

• Fácil instalación y reducción de costos en infraestructura.

• Posibilidad de conectar múltiples dispositivos sin necesidad de cables.

Desventajas:

• La señal puede verse afectada por interferencias o barreras físicas.

• Seguridad más vulnerable frente a ataques si no se toman las precauciones adecuadas.

• Menor estabilidad en comparación con redes cableadas en ciertas condiciones.

Las redes inalámbricas han evolucionado mucho en los últimos años, ofreciendo velocidades más altas y mayor seguridad. A medida que la tecnología avanza, su presencia se vuelve cada vez más indispensable en el ámbito doméstico, empresarial e incluso industrial.

Las redes inalámbricas no son todas iguales; existen diferentes tipos según el alcance y la tecnología utilizada. Estas se clasifican en cuatro categorías principales: WLAN, WPAN, WMAN y WWAN, cada una con características específicas según la distancia que cubren y su propósito.

Las WLAN, o redes de área local inalámbricas, son las más comunes y utilizadas en hogares, oficinas y espacios públicos. Funcionan dentro de un rango limitado (normalmente hasta 100 metros en interiores) y permiten la conexión de múltiples dispositivos a través de un punto de acceso o router.

• Ejemplo: Redes Wi-Fi en casas, empresas y cafeterías.

• Tecnología principal: IEEE 802.11 (Wi-Fi).

Las WPAN, o redes de área personal inalámbricas, conectan dispositivos dentro de un espacio muy reducido, normalmente de unos pocos metros. Se utilizan principalmente para la comunicación entre dispositivos personales como teléfonos, auriculares y relojes inteligentes.

• Ejemplo: Conexión Bluetooth entre un smartphone y unos auriculares.

• Tecnologías principales: Bluetooth (IEEE 802.15.1), Zigbee (domótica), NFC (pagos sin contacto).

Las WMAN, o redes de área metropolitana inalámbricas, cubren áreas más extensas, como ciudades o campus universitarios. Estas redes pueden proporcionar acceso a Internet de alta velocidad sin la necesidad de cables físicos, lo que las hace útiles en zonas donde el despliegue de infraestructura cableada es complicado o costoso.

• Ejemplo: Redes WiMAX que ofrecen acceso inalámbrico a Internet en grandes áreas urbanas.

• Tecnología principal: WiMAX (IEEE 802.16).

Las WWAN, o redes de área amplia inalámbricas, abarcan grandes distancias, incluso a nivel global. Utilizan tecnologías celulares para permitir la conexión a Internet en movimiento, siendo la base de los servicios de datos móviles como 4G y 5G.

• Ejemplo: Redes móviles que permiten el acceso a Internet en cualquier lugar con cobertura.

• Tecnologías principales: LTE, 4G, 5G, satélites de comunicación.

Cada una de estas redes tiene aplicaciones específicas según las necesidades del usuario. Desde la comodidad del Wi-Fi en casa hasta la conectividad global de la telefonía móvil, las redes inalámbricas forman parte esencial de nuestra vida cotidiana.

Existen varios estándares para redes inalámbricas, cada uno diseñado para satisfacer diferentes necesidades en términos de alcance, velocidad y tipo de comunicación. Los más comunes son los siguientes:

El estándar IEEE 802.11 es el más utilizado para redes de área local inalámbricas (WLAN). Define cómo los dispositivos deben comunicarse a través de ondas de radio en las bandas de frecuencia de 2.4 GHz y 5 GHz. Wi-Fi es el término comercial para este estándar y se usa ampliamente en hogares, empresas y espacios públicos.

• Rangos de velocidad: Varían desde 11 Mbps (802.11b) hasta 9.6 Gbps (802.11ax o Wi-Fi 6).

• Frecuencias: 2.4 GHz, 5 GHz, y con Wi-Fi 6, también en 6 GHz.

El estándar Bluetooth se utiliza principalmente en redes de área personal inalámbricas (WPAN) para conectar dispositivos en un rango de pocos metros. Es ideal para dispositivos como teléfonos, auriculares, teclados y otros accesorios de baja potencia.

• Rango: Hasta 100 metros, dependiendo de la clase del dispositivo.

• Velocidades: Desde 1 Mbps en versiones anteriores hasta 3 Mbps en las versiones más recientes (Bluetooth 5).

Zigbee es un estándar utilizado en aplicaciones de automatización y control, como en el Internet de las Cosas (IoT). A diferencia de Bluetooth, Zigbee está diseñado para consumir poca energía, por lo que es ideal para dispositivos que necesitan funcionar durante largos períodos con baterías pequeñas.

• Rango: Hasta 100 metros.

• Velocidad: Hasta 250 Kbps.

• Aplicaciones comunes: Automatización del hogar, sensores, control de luces y termostatos inteligentes.

El LTE (Long-Term Evolution) y 5G son estándares utilizados en redes de área amplia inalámbricas (WWAN). LTE ofrece velocidades de conexión móviles de hasta 100 Mbps en condiciones óptimas, mientras que 5G promete velocidades de hasta 10 Gbps, con menor latencia y mayor capacidad de conexión simultánea, lo que lo hace ideal para la expansión del IoT y la transmisión de datos masivos.

• LTE: 100 Mbps (descarga) y 50 Mbps (subida).

• 5G: Hasta 10 Gbps, con una latencia de 1 milisegundo.

• Cobertura: 5G está en proceso de expansión, ofreciendo cobertura en áreas urbanas y rurales.

Cada uno de estos estándares tiene sus propias características y aplicaciones, permitiendo que las redes inalámbricas se adapten a diversas necesidades y entornos. Dependiendo del tipo de red, se elige el estándar más adecuado para optimizar el rendimiento y la eficiencia.

Las redes inalámbricas se componen de varios elementos clave que permiten la transmisión y recepción de datos sin necesidad de cables. A continuación, se describen los componentes principales que conforman una red inalámbrica típica.

El punto de acceso (Access Point, AP) es uno de los elementos esenciales en una red inalámbrica. Su función principal es proporcionar acceso a la red para los dispositivos inalámbricos, actuando como un puente entre estos y la red cableada.

• Función: Permite la conexión de dispositivos a la red local (LAN).

• Ubicación: Generalmente se coloca en áreas donde se necesite cubrir una zona amplia (como en oficinas, hogares o espacios públicos).

• Características: Los puntos de acceso más modernos pueden manejar múltiples conexiones simultáneas y gestionar diferentes frecuencias (2.4 GHz, 5 GHz).

Las tarjetas de red inalámbricas (también llamadas adaptadores o NICs, por sus siglas en inglés) son los dispositivos que permiten a los dispositivos como ordenadores, smartphones o tabletas conectarse a una red inalámbrica.

• Función: Se encargan de la transmisión y recepción de las señales inalámbricas, permitiendo que el dispositivo acceda a la red.

• Tipos: Pueden ser internas (integradas en la placa base) o externas (mediante USB o tarjetas PCI).

• Características: Las tarjetas de red pueden soportar diferentes estándares como Wi-Fi (802.11), Bluetooth o Zigbee, dependiendo del dispositivo.

Las antenas y los repetidores son componentes clave para mejorar el alcance y la calidad de la señal inalámbrica.

• Antenas: Son los elementos que emiten y reciben las señales de radio en una red inalámbrica. Su colocación y tipo (omnidireccionales, direccionales) son fundamentales para optimizar la cobertura.

• Repetidores: Estos dispositivos amplifican las señales de la red inalámbrica para extender el alcance de la misma. Son útiles en entornos grandes o cuando hay obstáculos que bloquean la señal.

En redes más grandes, como en empresas, los controladores de red gestionan y coordinan múltiples puntos de acceso. Estos dispositivos permiten centralizar la administración de la red inalámbrica, asegurando su correcto funcionamiento y gestionando la seguridad, el tráfico de datos y las configuraciones de los puntos de acceso.

• Función: Gestionan la conectividad de los puntos de acceso y los dispositivos, y pueden aplicar políticas de seguridad y control de tráfico.

• Software de gestión: Los administradores de red utilizan software especializado para monitorear el rendimiento y la seguridad de la red.

Estos componentes trabajan en conjunto para ofrecer una conexión inalámbrica eficiente, rápida y segura. La correcta configuración y mantenimiento de cada uno de ellos es crucial para garantizar el rendimiento y la estabilidad de la red inalámbrica.

La seguridad en las redes inalámbricas es un aspecto fundamental, ya que, al estar basadas en ondas de radio, las señales pueden ser interceptadas fácilmente si no se toman las medidas adecuadas. Existen diversas técnicas y protocolos de seguridad que protegen los datos y los dispositivos dentro de una red inalámbrica.

El cifrado es una de las técnicas más importantes para asegurar la privacidad de la información en las redes inalámbricas. Impide que personas no autorizadas puedan acceder a los datos transmitidos, incluso si logran interceptar la señal.

• WEP (Wired Equivalent Privacy): Fue el primer protocolo de seguridad para redes Wi-Fi, pero ha sido obsoleto debido a sus vulnerabilidades.

• WPA (Wi-Fi Protected Access): Mejora la seguridad en comparación con WEP, utilizando técnicas de cifrado más fuertes, pero también ha sido superado por estándares más recientes.

• WPA2 (Wi-Fi Protected Access II): Es el protocolo de seguridad más utilizado en la actualidad, con un cifrado más robusto y seguro.

• WPA3 (Wi-Fi Protected Access III): La última versión del protocolo, que ofrece aún más mejoras en la seguridad, incluyendo protección contra ataques de diccionario y mayor seguridad en redes públicas.

La autenticación es el proceso mediante el cual un dispositivo o usuario obtiene permiso para acceder a una red inalámbrica. Existen diversas formas de autenticación, y la mayoría de las redes inalámbricas requieren que el usuario se autentique antes de establecer una conexión.

• Contraseñas: El método más común de autenticación. La red requiere que el usuario ingrese una clave preestablecida (SSID y contraseña).

• Autenticación basada en certificados: En redes empresariales, se utilizan certificados digitales para garantizar que solo dispositivos autorizados puedan conectarse.

• Autenticación en dos factores (2FA): Ofrece una capa adicional de seguridad al requerir dos métodos de verificación (por ejemplo, una contraseña y un código enviado al teléfono del usuario).

Las redes inalámbricas son más vulnerables a ciertos tipos de ataques que las redes cableadas debido a la naturaleza de la transmisión de datos a través del aire. Algunos de los riesgos más comunes incluyen:

• Intercepción de tráfico: Los atacantes pueden interceptar las señales de la red para obtener datos sensibles si la red no está cifrada correctamente.

• Ataques de desautenticación: Los atacantes envían paquetes falsificados para desconectar a los dispositivos de la red, interrumpiendo el servicio.

• Ataques de denegación de servicio (DoS): Un atacante puede sobrecargar la red con tráfico malicioso, lo que impide que los dispositivos se conecten o se comuniquen correctamente.

Para proteger una red inalámbrica, es importante seguir ciertas buenas prácticas de seguridad:

• Usar cifrado WPA2 o WPA3: Evita utilizar WEP, ya que es fácilmente vulnerable a ataques.

• Cambiar las contraseñas predeterminadas: No utilices las contraseñas predeterminadas del router o punto de acceso. Configura claves seguras.

• Actualizaciones regulares: Mantén el firmware de los puntos de acceso y routers actualizado para proteger la red de vulnerabilidades conocidas.

• Uso de VPN (Virtual Private Network): Una VPN cifrará todo el tráfico que pase por la red, protegiendo los datos aún en redes Wi-Fi públicas.

La seguridad en redes inalámbricas es un aspecto clave para garantizar la privacidad de los usuarios y la integridad de los datos. Implementar buenas prácticas de seguridad no solo ayuda a proteger la red de ataques, sino que también mejora la confianza de los usuarios al conectarse a la red.

Configurar y administrar una red Wi-Fi de manera eficiente es esencial para garantizar su seguridad, rendimiento y fiabilidad. Este proceso involucra desde la configuración básica de los dispositivos hasta el monitoreo y mantenimiento continuo de la red.

El primer paso para crear una red Wi-Fi es configurar el router o punto de acceso. A continuación se describen los pasos básicos:

1. Conectar al router: Conecta el router a la fuente de alimentación y conecta el cable de Internet (modem) al puerto WAN del router.
   
   
2. Acceder a la interfaz de configuración: Utiliza un navegador web y escribe la dirección IP del router (por ejemplo, 192.168.1.1 o 192.168.0.1). Introduce el nombre de usuario y la contraseña del router (usualmente “admin” por defecto).
   
   
3. Configurar el SSID: El SSID (Service Set Identifier) es el nombre de la red Wi-Fi. Asegúrate de elegir un nombre único para evitar confusión con otras redes cercanas.
   
   
4. Seleccionar el canal de transmisión: Es importante seleccionar el canal adecuado para evitar interferencias de otras redes Wi-Fi cercanas. En general, los canales 1, 6 y 11 son los más recomendados para la banda de 2.4 GHz.
   
   
5. Elegir la seguridad de la red: Configura la red para utilizar un protocolo de seguridad adecuado (WPA2 o WPA3). Es recomendable desactivar WEP, ya que es fácilmente vulnerable.
   
   
6. Configurar la contraseña: Establece una contraseña segura para la red Wi-Fi. Utiliza una combinación de letras, números y caracteres especiales para mejorar la seguridad.

Una vez configurada la red Wi-Fi, es importante administrar y mantener su buen funcionamiento. Algunas de las tareas de administración incluyen:

• Gestión de dispositivos conectados: Monitorea los dispositivos conectados a la red para asegurarte de que no haya intrusos no autorizados. Muchos routers ofrecen una interfaz para ver los dispositivos activos y bloquear aquellos que no reconoces.

• Control de acceso: Puedes implementar filtros de acceso basados en direcciones MAC, lo que permite limitar los dispositivos que pueden conectarse a la red.

• Revisión de la configuración de seguridad: Revisa regularmente la configuración de seguridad para asegurarte de que esté utilizando el estándar más fuerte disponible (preferiblemente WPA3). Cambia las contraseñas de vez en cuando para mejorar la seguridad.

• Optimización del rendimiento: Realiza ajustes según sea necesario, como cambiar el canal Wi-Fi para evitar interferencias o modificar la ubicación del router para mejorar la cobertura.

El mantenimiento regular y el monitoreo de la red son esenciales para garantizar un buen desempeño y seguridad a largo plazo:

• Monitoreo del rendimiento: Utiliza herramientas como analizadores de Wi-Fi para verificar la intensidad de la señal y la calidad de la conexión en diferentes áreas de tu hogar u oficina.

• Actualización de firmware: Los fabricantes de routers suelen publicar actualizaciones de firmware para mejorar la seguridad y el rendimiento. Asegúrate de tener siempre la última versión instalada.

• Respaldo de la configuración: Haz una copia de seguridad de la configuración del router para evitar tener que configurar todo nuevamente en caso de que se produzca un fallo o se realicen cambios importantes.

Si experimentas problemas con la red Wi-Fi, hay algunas soluciones comunes que puedes probar:

• Problemas de señal débil: Si la señal es débil en algunas áreas de la casa u oficina, intenta mover el router a una ubicación más central. También puedes utilizar extensores de rango o sistemas de red de malla (mesh).

• Interferencia de otras redes: Si hay muchas redes Wi-Fi cercanas, puede haber interferencias. Cambia el canal del router para encontrar uno con menos congestión.

• Dispositivos que no se conectan: Si un dispositivo no se conecta a la red, asegúrate de que la contraseña sea correcta y que el dispositivo esté dentro del alcance de la señal.

• Desempeño lento: Si la velocidad de Internet es más lenta de lo esperado, comprueba si hay demasiados dispositivos conectados a la red o si el router está experimentando una sobrecarga. También, realiza una prueba de velocidad para verificar el rendimiento de la conexión a Internet.

La configuración y administración adecuada de una red Wi-Fi no solo garantiza un rendimiento óptimo, sino que también protege la red contra accesos no autorizados y posibles problemas de conexión. Mantener una red Wi-Fi estable y segura es clave para aprovechar al máximo la conectividad inalámbrica en el hogar o la oficina.