Abans de configurar un router, diagnosticar per què "no va Internet" o dissenyar la infraestructura d'una empresa, cal entendre què és exactament una xarxa, quines peces la componen i quin vocabulari fan servir els professionals per parlar-ne. Aquesta primera lliçó construeix aquesta base: definirem què és una xarxa d'ordinadors, coneixerem els seus components (hosts, servidors, switches, routers, punts d'accés...), veurem per quins mitjans físics viatgen les dades i aprendrem els termes essencials que apareixeran una vegada i una altra durant tot el curs. A més, presentarem Grupo Meridiano, l'empresa fictícia la xarxa de la qual dissenyarem i diagnosticarem lliçó a lliçó: al final d'aquesta lliçó tindrem fet l'inventari complet dels seus dispositius.

1. Què és una xarxa d'ordinadors?
2. Avantatges de treballar en xarxa
3. Components d'una xarxa
4. Mitjans de transmissió
5. Vocabulari essencial
6. Cas pràctic: presentem Grupo Meridiano i el seu inventari de xarxa

Una xarxa d'ordinadors és un conjunt de dos o més dispositius connectats entre si que poden intercanviar dades i compartir recursos. Ni més ni menys. Quan envies un fitxer a un company, imprimeixes a la impressora de l'oficina o obres una pàgina web, estàs fent servir una xarxa.

Perquè una xarxa existeixi calen, com a mínim, tres coses:

• Dispositius finals que volen comunicar-se (ordinadors, mòbils, impressores, servidors...).
• Un mitjà de transmissió per on viatgen les dades (un cable, una fibra òptica o l'aire, en el cas de les xarxes sense fil).
• Regles comunes que tots els dispositius entenen per poder "parlar el mateix idioma". Aquestes regles es diuen protocols i les estudiarem en profunditat al mòdul 2; de moment n'hi ha prou de saber que existeixen.

Un símil útil: una xarxa és com el sistema postal. Els dispositius són les persones que s'escriuen cartes, el mitjà de transmissió són les carreteres per on circula el camió de correus, i els protocols són les convencions (format del sobre, on va el segell, com s'escriu l'adreça) que fan possible que qualsevol carta arribi a qualsevol destinació.

Per què molestar-se a connectar els equips? Perquè una xarxa ben muntada aporta beneficis directes al negoci:

• Compartir recursos: una única impressora, un únic disc d'emmagatzematge o una única connexió a Internet serveixen per a tota l'oficina. Sense xarxa, caldrien 20 impressores per a 20 empleats.
• Compartir informació: els fitxers viuen en un lloc central accessible per a tothom, en lloc de copiar-se en memòries USB de mà en mà.
• Comunicació: correu electrònic, missatgeria, videotrucades... tot depèn de la xarxa.
• Administració centralitzada: les còpies de seguretat, les actualitzacions i les polítiques de seguretat es gestionen des d'un punt, no equip a equip.
• Escalabilitat: afegir un empleat nou és connectar un equip més, no redissenyar-ho tot.
• Estalvi de costos: conseqüència directa de tot l'anterior.

La contrapartida, que també convé conèixer des del principi: una xarxa introdueix dependència (si la xarxa cau, la feina s'atura) i riscos de seguretat (el que està connectat pot ser atacat). Gran part de la feina d'un professional de xarxes consisteix a minimitzar totes dues coses.

Els dispositius d'una xarxa es divideixen en dues grans famílies: els dispositius finals (els que generen o consumeixen les dades) i els dispositius d'interconnexió (els que mouen les dades d'un lloc a un altre).

• Host: nom genèric de qualsevol dispositiu final connectat a la xarxa. Un portàtil, un mòbil, una impressora de xarxa o un servidor són tots hosts. Memoritza aquest terme: el farem servir constantment.
• Estació de treball / client: l'equip que fa servir una persona (ordinador de sobretaula, portàtil, tauleta, smartphone). Se l'anomena client perquè normalment demana serveis: demana una pàgina web, demana imprimir, demana un fitxer.
• Servidor: un equip (normalment més potent i sempre engegat) la feina del qual és oferir serveis als clients: emmagatzemar fitxers compartits, servir pàgines web, gestionar el correu... Un servidor no és necessàriament una màquina enorme dins d'un armari: qualsevol equip que ofereix un servei actua com a servidor.
• Impressores i altres perifèrics de xarxa: impressores, escàners, càmeres IP, telèfons IP... dispositius finals especialitzats que es connecten directament a la xarxa perquè tothom els pugui fer servir.

• Switch (commutador): la "regleta intel·ligent" de la xarxa cablada. Té molts ports (8, 24, 48...) i és on es connecten amb cable els equips d'una oficina. La seva intel·ligència consisteix en el fet que aprèn quin dispositiu hi ha a cada port i lliura les dades només al destinatari, en lloc de cridar-les a tothom.
• Router (encaminador): el dispositiu que connecta xarxes diferents entre si. El cas més quotidià: connecta la xarxa de la teva oficina amb Internet. Decideix per quin camí han de sortir les dades per arribar a la seva destinació, igual que una cruïlla de carreteres amb senyals. El "router" que t'instal·la l'operador a casa és en realitat diversos dispositius en un (router + switch + punt d'accés).
• Punt d'accés (Access Point, AP): el dispositiu que dona cobertura Wi-Fi. Fa de pont entre els dispositius sense fil (portàtils, mòbils) i la xarxa cablada.
• Mòdem / ONT: l'equip que adapta el senyal de l'operador (línia telefònica, cable coaxial o fibra òptica) perquè el router el pugui fer servir. Amb fibra, la caixeta es diu ONT (Optical Network Terminal).
• Targeta de xarxa (NIC, Network Interface Card): no és un aparell a part, sinó el component dins de cada host que li permet connectar-se a la xarxa, ja sigui per cable (port Ethernet) o per ràdio (Wi-Fi). Sense NIC no hi ha connexió possible.

Un esquema típic d'una oficina petita, amb tots aquests elements al seu lloc:

Fixa't en la jerarquia: els hosts es connecten al switch, el switch al router i el router a Internet. Aquest patró es repetirà durant tot el curs.

Les dades han de viatjar físicament per algun lloc. Hi ha tres grans famílies de mitjans:

És el cable de xarxa de tota la vida, el del connector transparent RJ45. A dins porta 8 fils de coure trenats en 4 parells (el trenat redueix les interferències). És el mitjà més habitual dins de les oficines per l'equilibri entre preu i prestacions.

Els cables es classifiquen en categories:

Limitació important: la longitud màxima recomanada d'un tram és de 100 metres. Suficient dins d'una planta d'oficines, insuficient entre edificis.

Transmet les dades com a polsos de llum per un filament de vidre. Els seus avantatges: velocitats altíssimes, distàncies de quilòmetres i immunitat total a les interferències electromagnètiques. Els seus inconvenients: és més cara i delicada d'instal·lar (empalmar fibra requereix equipament especialitzat). És el mitjà amb què l'operador porta Internet fins a l'oficina, i el que es fa servir per unir edificis o plantes amb molt de trànsit.

Les dades viatgen com a ones de ràdio per l'aire. L'exemple omnipresent és el Wi-Fi, però també hi entren el Bluetooth o les xarxes mòbils (4G/5G). Avantatge evident: mobilitat i zero cablatge. Inconvenients: la velocitat i l'estabilitat depenen de la distància, les parets i les interferències, i com que viatja per l'aire el senyal pot ser captat per qualsevol, cosa que obliga a xifrar-lo.

Regla pràctica que apliquen els professionals: cable sempre que el dispositiu no es mogui (ordinadors de sobretaula, servidors, impressores), Wi-Fi per al que es mou (portàtils, mòbils) i fibra per a llargues distàncies o molt de trànsit.

Quatre termes que has de dominar des d'ara mateix. Els presentem de manera intuïtiva; en mòduls posteriors els estudiarem amb tot el rigor.

És la quantitat de dades que pot transportar una connexió per unitat de temps. Es mesura en bits per segon: Mbps (megabits) o Gbps (gigabits). Símil: el nombre de carrils d'una autopista. Més amplada de banda = més dades alhora.

Compte amb una confusió clàssica: els operadors venen megabits (Mb), però els fitxers es mesuren en megabytes (MB), i 1 byte = 8 bits. Una connexió de 600 Mbps descarrega, com a màxim teòric, 75 MB per segon, no 600.

És el temps que triga una dada a anar de l'origen a la destinació, mesurat en mil·lisegons (ms). Seguint el símil de l'autopista: no és quants carrils hi ha, sinó quant es triga a arribar-hi. Una connexió pot tenir moltíssima amplada de banda i, tot i això, una mala latència (i viceversa). L'amplada de banda importa per descarregar fitxers grans; la latència importa per a videotrucades, escriptoris remots o jocs en línia, on el que és crític és la immediatesa.

Perquè les dades arribin a la seva destinació, cada host necessita una adreça única dins de la seva xarxa, igual que cada casa necessita una adreça postal. Aquesta és l'adreça IP. Té aquest aspecte: 192.168.1.20. És una adreça lògica: s'assigna per configuració i pot canviar (si t'endús el portàtil a una altra oficina, tindrà una altra IP). El mòdul 5 està dedicat completament a l'adreçament IP; de moment queda't amb la idea d'"adreça postal del dispositiu a la xarxa".

Cada targeta de xarxa surt de fàbrica amb un identificador únic gravat, l'adreça MAC, amb aquest aspecte: A4:5E:60:B2:1F:C3. És una adreça física: ve de sèrie i no canvia encara que moguis l'equip a una altra xarxa. Símil: la IP és la teva adreça postal (canvia si et mudes); la MAC és el teu DNI (t'acompanya sempre).

Pots veure totes dues al teu propi equip ara mateix:

A la sortida veuràs una cosa com aquesta (retallada i comentada):

Encara no cal entendre la resta de la sortida: al mòdul 6 aprendrem a interpretar-la sencera.

Grupo Meridiano és una consultora de 25 empleats amb dues seus:

• Oficina principal de València: 20 persones (consultors, administració i direcció).
• Sucursal de Bilbao: 5 persones (equip comercial del nord).

L'empresa ens acaba de contractar per revisar i redissenyar la seva xarxa, i farà servir el domini d'exemple grupomeridiano.example per als seus serveis. La primera cosa que fa qualsevol professional abans de tocar res: inventariar què hi ha. Aquest és el resultat:

Seu de València (20 empleats):

Sucursal de Bilbao (5 empleats):

Observa com l'inventari aplica tot el que hem vist: cada dispositiu està classificat com a host o interconnexió, i el mitjà de transmissió segueix la regla pràctica (cable per al que és fix, Wi-Fi per al que es mou, fibra per a l'accés a Internet). Les preguntes que aquest inventari deixa obertes — quin tipus de xarxa forma cada seu? i com connectem entre si els dispositius i les dues seus? — són exactament les dues pròximes lliçons.

• Confondre megabits amb megabytes. "Tinc 600 megues però descarrego a 70" no és cap fallada: 600 Mbps ≈ 75 MB/s. Divideix sempre entre 8.
• Confondre switch i router. El switch connecta equips dins de la mateixa xarxa; el router connecta xarxes diferents. Si dubtes, pregunta't: "aquest aparell treu les dades cap a una altra xarxa (Internet inclosa)?" Si és que sí, és un router.
• Creure que més amplada de banda arregla la latència. Són magnituds independents: contractar més "megues" no farà que millori una videotrucada entretallada per la latència.
• Pensar que el Wi-Fi "és la xarxa". El Wi-Fi només és un mitjà d'accés; darrere del punt d'accés gairebé sempre hi ha cables, switches i routers. Quan "falla el Wi-Fi", el problema pot ser a qualsevol d'aquestes peces.
• Consell professional: davant de qualsevol xarxa nova, comença sempre per un inventari com el de Grupo Meridiano. No es pot diagnosticar ni dissenyar allò que no es coneix.
• Consell professional: connecta per cable tot el que no es mogui. El Wi-Fi és comoditat; el cable és fiabilitat.

Classifica cadascun d'aquests elements com a host (client), host (servidor), host (perifèric), dispositiu d'interconnexió o mitjà de transmissió: (a) el mòbil d'un comercial de Bilbao; (b) el switch de 24 ports de València; (c) la màquina que emmagatzema els fitxers compartits; (d) el cable Cat 6 que uneix un PC amb el switch; (e) la impressora multifunció; (f) el punt d'accés Wi-Fi.

Per a cada situació a Grupo Meridiano, indica el mitjà de transmissió més adequat (parell trenat, fibra òptica o sense fil) i justifica-ho en una frase: (a) connectar el servidor de fitxers al switch; (b) donar connexió als 6 portàtils dels consultors que es mouen entre sales de reunions; (c) la línia que porta Internet de l'operador fins al router de València; (d) connectar la impressora de xarxa de Bilbao, que no es mou mai del seu lloc.

Un consultor de València es queixa: "Vam contractar 600 Mbps i, tot i això, les meves videotrucades es tallen: l'operador ens enganya!". Mentrestant, descarrega sense problemes fitxers grans a uns 70 MB/s. (a) La velocitat de descàrrega és coherent amb el que s'ha contractat? Fes el càlcul. (b) El problema de les videotrucades és d'amplada de banda o de latència? Per què?

Solució 1: (a) host client; (b) dispositiu d'interconnexió; (c) host servidor (ofereix un servei: emmagatzemar fitxers); (d) mitjà de transmissió; (e) host perifèric; (f) dispositiu d'interconnexió (fa de pont entre els equips sense fil i la xarxa cablada).

Solució 2: (a) Parell trenat: el servidor és fix i és a pocs metres del switch; el cable dona la màxima fiabilitat. (b) Sense fil (Wi-Fi): els portàtils es mouen, la mobilitat és el requisit principal. (c) Fibra òptica: és el mitjà de l'operador per cobrir la distància fins a l'oficina amb una amplada de banda alta. (d) Parell trenat: encara que podria anar per Wi-Fi, és un dispositiu fix, i la regla professional és cablar tot el que no es mou.

Solució 3: (a) Sí: 600 Mbps ÷ 8 = 75 MB/s de màxim teòric, i descarrega a 70 MB/s, pràcticament el màxim. L'operador compleix. (b) És un problema de latència (o d'inestabilitat), no d'amplada de banda: les videotrucades consumeixen relativament pocs Mbps però exigeixen que les dades arribin ràpid i de manera constant. Contractar més amplada de banda no ho arreglaria. Error comú que il·lustra aquest exercici: assumir que "més megues" soluciona qualsevol problema de xarxa.

Ja tenim els fonaments: una xarxa és un conjunt de dispositius que comparteixen dades i recursos a través d'un mitjà de transmissió i unes regles comunes. Sabem distingir els dispositius finals (hosts, servidors, impressores) dels d'interconnexió (switches, routers, punts d'accés), triar entre parell trenat, fibra i sense fil segons el cas, i fer servir el vocabulari bàsic: amplada de banda, latència, adreça IP i adreça MAC. I, sobretot, hem inventariat la xarxa de Grupo Meridiano, el nostre cas de treball per a tot el curs. La pregunta següent sorgeix tota sola en mirar aquest inventari: la xarxa de l'oficina de València, la de la sucursal de Bilbao i Internet no són "xarxes" del mateix tipus ni de la mateixa mida. Com es classifiquen les xarxes segons l'abast i l'organització? Això és exactament el que veurem a la propera lliçó, Tipus de Xarxes.