ESP8266 Internet de las cosas

ESP8266: protocolo TCP/IP y redes /…1

La nueva era de la información y de los objetos interconectados basa sus pilares en la transmisión de la información a través de redes cableadas (cable telefónico, fibra óptica…) y a través de las redes inalámbricas. Estas últimas juegan un papel muy importante en el avance del IoT, en que cualquier objeto en cualquier parte del mundo puede estar conectado y proporcionar datos. 

Para la comunicación entre diferentes máquinas y entre diferentes redes existe el protocolo TCP/IP. Este protocolo está compuesto por diferentes capas que proporcionan configuraciones a nivel hardware, de comunicación y de suministro y presentación de los datos. El protocolo TCP/IP se estableció de facto como el estándar para permitir el funcionamiento del Internet. Hoy en día, el navegador de nuestro ordenador portátil recibe los datos almacenados en otros servidores a través de peticiones a un dirección IP, por ejemplo el dominio “esp8266.com” equivale al número IP 119.9.116.93 (realice la siguiente prueba, primero introduzca el dominio, y después pruebe introduciendo solo el número IP). 

Icono del protocolo TCP IP

Un dispositivo para poder conectarse a la red necesita disponer de un adaptador de red TCP/IP. Este chip permite enlazarse con las direcciones de destino de la red y suministrar los datos con los formatos requeridos. El módulo ESP8266 es un microcontrolador que lleva incrustado el protocolo TCP/IP, consecuentemente puede enviar y recibir datos desde otro dispositivo (servidor, dispositivo IoT, PC…) conectado a la red TCP/IP, es decir, conectado a Internet.

Red global y red local

Un dispositivo puede conectarse a una red local o IP local (LAN) y a una red global o IP global (WAN). Las redes locales son las que abarcan un casa, edificio o empresa. La red global es el Internet. En-medio también existen las redes metropolitanas que enlazan ciudades y las redes personales que tienen un uso más especifico. Las direcciones IP están formados por unos dígitos que corresponden a la red y unos dígitos que corresponden al dispositivo destinatario. La máscara de red determina qué dígitos son parte de la red y qué dígitos pertenecen a los dispositivos (hosts) a partir de la combinación (multiplicación) de la máscara y la IP en números binarios. Por ejemplo, la dirección IP local 192.168.1.12 con la máscara 255.255.254 engloba la red 192.168.0.0 y los dispositivos van des del 192.168.0.0 al 192.168.1.255, por tanto, la red puede albergar a 510 dispositivos. En la siguiente web se puede calcular la red y los dispositivos a partir de la dirección IP.

 Comunicación entre redes LAN y WAN

Para que un dispositivo, llamado cliente, reciba datos de un determinado servidor necesita enviar la petición a través de su número IP juntamente con el número de puerto. Los puertos son un número que va a continuación de la IP y sirve para clasificar el tipo de datos y servicio al que se desea acceder. Cada puerto es ejecutado por un programa diferente. Por ejemplo, el puerto 80 corresponde a las paginas http que se visualizan en el navegador de Internet. Otro puerto muy utilizado es el 21 que corresponde al acceso al servicio ftp de archivos. Los puertos del destinatario tienen que estar abiertos, de lo contrario los datos requeridos por el cliente no sera servidos por el servidor.

Las redes globales se comunican con las redes locales a través del router. Este dispositivo es el encargado de dirigir la peticiones que realizan los dispositivos de redes locales hasta los destinatarios de otras redes locales. La IP global es la que permite enlazar las redes locales con las redes globales. Esta IP global la suministra el proveedor de Internet (Vodafone, Movistar…) a cada consumidor de Internet y puede ser una IP fija o una IP que va cambiando (IP dinámica).

Conexión del ESP8266 a una red

Volviendo al módulo ESP8266, este puede actuar como servidor y/o cliente, es decir, puede servir datos a cualquier dispositivo que se lo pida y también al mismo tiempo puede recibir datos del servidor al se le peticione. Al mismo tiempo, puede formar parte de una red local o crear una red independiente. Cuando se conecta al router de un edificio pertenece a una red local y está en el modo “Station“. Por otro lado, cuando crea una red independiente se configura como “Acces Point“. En el modo “Acces Point” el ESP8266 no tiene que conectarse al router y puede comunicarse directamente con otros dispositivos en lugares interiores o exteriores, por lo tanto, actúa como servidor pero sin pasar por el router.

Esquema de IP de una red local

Para posibilitar la conexión de dispositivos en modo “Station” es necesario disponer del nombre SSID de la red local a la que se quiera conectar y de su contraseña. Para la conexion en modo “Acces Point” es necesario crear una nombre SSID de red y una contraseña, que tendrán que usar los otros dispositivos que quieran acceder a esta nueva red.

 

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