🎓 Cómo usar este documento: Lee la explicación de cada bloque temático y responde las preguntas antes de pasar al siguiente. Las soluciones comentadas están al final.
El modelo OSI es un modelo de referencia para protocolos de red cuyo objetivo es conseguir interconectar sistemas de procedencia distinta para que puedan intercambiar información sin impedimentos derivados de los protocolos propietarios de cada fabricante. Fue desarrollado por la ISO (International Organization for Standardization).
💡 Clave conceptual: OSI no implementa protocolos concretos; define la funcionalidad que deben tener para conseguir un estándar. Lo que realmente separa el problema es la división en 7 capas o niveles de abstracción.
Cada capa realiza un subconjunto de tareas relacionadas entre sí, hace uso de los servicios de la capa inmediatamente inferior y proporciona servicios a su capa inmediatamente superior. Las capas se comunican mediante bloques de datos denominados PDU (Protocol Data Unit).
MODELO OSI
│
│ ┌─────────────────────────────────────────────────────┐
│ │ 7. APLICACIÓN │ PDU: Datos │ Equipos: Servidores, PCs
│ │ 6. PRESENTACIÓN │ PDU: Datos │
│ │ 5. SESIÓN │ PDU: Datos │ ← Capas de SOFTWARE
│ │ 4. TRANSPORTE │ PDU: Segmento/Datagrama │ "Corazón del OSI"
│ ├─────────────────────────────────────────────────────┤
│ │ 3. RED │ PDU: Paquete │ Equipos: Routers
│ │ 2. ENLACE DE DATOS │ PDU: Trama │ Equipos: Switches, Bridges
│ │ 1. FÍSICA │ PDU: Bit │ Equipos: Hubs, Repetidores
│ └─────────────────────────────────────────────────────┘
💡 Mnemotecnia para recordar las capas de abajo a arriba: Física Enlace Red Transporte Sesión Presentación Aplicación → "Fácil Es Recordar Todo Si Practicamos Algo"
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Transmisión de bits sin procesar a través de un medio físico |
| PDU | Bit |
| Responsabilidades | Características eléctricas, mecánicas y de procedimiento; voltajes, tiempos de señal y codificación de bits |
| Equipos | Hubs, repetidores, cables, adaptadores NIC (nivel físico) |
| Protocolos / Estándares | RS-232, RJ45, V.34, 100BASE-TX, SDH, DSL, 802.11, Bluetooth, USB, fibra óptica |
Medios de transmisión guiados:
| Medio | Características clave |
|---|---|
| Par trenzado UTP | Mejor relación calidad/precio; más utilizado; 4 pares de cobre; categorías Cat.5 (100 Mbps) a Cat.7a (10 Gbps / 1000 MHz) |
| Par trenzado STP | Mayor precio; menor susceptibilidad a interferencias electromagnéticas |
| Cable coaxial | Núcleo de cobre + blindaje de malla; RG-58 (50Ω, redes 10BASE-2), RG-59 (75Ω, TV cable), RG-6U (75Ω, satélite y HD) |
| Fibra óptica monomodo | El haz no rebota en el cladding; longitudes de onda 1.310 y 1.550 nm; enlaces intercontinentales y de campus |
| Fibra óptica multimodo | Transmite más de un modo de luz; longitudes de onda 850-1.300 nm; uso dentro de edificios (OM1: 62.5/125 µm, OM2: 50/125 µm) |
Medios de transmisión no guiados (inalámbricos):
| Tecnología | Características |
|---|---|
| Radiofrecuencia (RF) | 3 KHz a 300 GHz |
| Microondas | 300 MHz a 300 GHz; incluye WiFi, WiMAX, Bluetooth |
| Infrarrojos | 430 THz a 300 GHz; estándar IrDA; corto alcance; no atraviesa paredes |
Bandas de telefonía móvil en España:
| Generación | Bandas |
|---|---|
| 2G | 900 MHz y 1.800 MHz |
| 3G | 900 MHz y 2.100 MHz |
| 4G | 800 MHz y 1.800 MHz |
| 5G | 700 MHz, 1.500-3.600 MHz y 2.600 MHz |
Efectos negativos sobre la señal: atenuación, interferencia, ruido, desfase, dispersión.
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Transmisión de datos fiable entre dos dispositivos de una misma red; detección y corrección de errores; control de flujo a nivel de enlace |
| PDU | Trama (Frame) |
| Equipos | Switches, Bridges (puentes) |
| Subcapas | LLC (Logical Link Control) — comunicación entre capas superiores e inferiores / MAC (Media Access Control) — direccionamiento físico, implementada en hardware (NIC) |
Protocolos destacados de la Capa 2:
| Protocolo | Descripción |
|---|---|
| Ethernet (IEEE 802.3) | Estándar de LAN más utilizado; define cableado y formatos de trama |
| Wi-Fi (IEEE 802.11) | Protocolo para redes inalámbricas WLAN |
| VLAN (IEEE 802.1Q) | Redes lógicas independientes sobre una misma red física |
| STP (IEEE 802.1D) | Spanning Tree Protocol: evita bucles en redes conmutadas mediante árbol de expansión |
| LACP (IEEE 802.1AX) | Agregación de múltiples enlaces físicos en una interfaz lógica (trunking) |
| PPP | Point-to-Point Protocol: conexión directa entre dos nodos con autenticación, cifrado y compresión |
| Frame Relay | Conmutación de paquetes para WAN; transmisión de tramas de tamaño variable |
| HDLC | High-Level Data Link Control: protocolo punto a punto con recuperación de errores |
| Token Ring (IEEE 802.5) | Topología lógica en anillo; método de acceso con testigo (token) de 10 ms máximo |
| FDDI | Fiber Distributed Data Interface: estándar ISO/ANSI sobre fibra óptica; basado en Token Ring |
| ATM | Asynchronous Transfer Mode: celdas de tamaño fijo; multiplexación temporal asíncrona |
| ARP | Address Resolution Protocol: traduce direcciones IP a direcciones MAC |
| RARP | Reverse ARP: inverso de ARP, asigna IP a un dispositivo que solo tiene dirección MAC |
Estándares Ethernet (velocidad / distancia / medio):
| Estándar | Velocidad | Distancia | Medio |
|---|---|---|---|
| 10BaseT | 10 Mbps | 100 m | Par trenzado |
| 100BaseTX | 100 Mbps | 100 m | Par trenzado Cat.5 |
| 1000BaseT | 1.000 Mbps | 100 m | Par trenzado Cat.5e o 6 |
| 1000BaseSX | 1.000 Mbps | 550 m | Fibra óptica multimodo |
| 1000BaseLX | 1.000 Mbps | 5.000 m | Fibra óptica monomodo |
| 10000BaseT | 10.000 Mbps | 100 m | Par trenzado Cat.6a o 7 |
| 10000BaseLR | 10.000 Mbps | 10.000 m | Fibra óptica monomodo |
Mecanismos de detección/corrección de errores en Capa 2:
- CRC (Cyclic Redundancy Check): detección de errores mediante polinomios; el más utilizado en redes digitales
- Checksum: detecta cambios en una secuencia de datos verificando que coincida la suma inicial y final
- Paridad: bit de paridad para verificar la integridad del dato
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Enrutamiento de paquetes entre redes distintas; direccionamiento lógico |
| PDU | Paquete (Packet) |
| Equipos | Routers, firewalls |
Protocolos de la Capa 3:
CAPA DE RED — PROTOCOLOS
├── Protocolos IP
│ ├── IPv4 (direcciones 32 bits)
│ └── IPv6 (direcciones 128 bits)
├── Protocolos de control
│ ├── ICMP — mensajes de error y diagnóstico (ping, traceroute)
│ └── IGMP — gestión de grupos multicast
├── Protocolos de enrutamiento INTERNO (IGP)
│ ├── Vector de Distancia
│ │ ├── RIP v1/v2 (máx. 15 saltos; algoritmo Bellman-Ford)
│ │ ├── RIPng (para IPv6; puerto UDP 521)
│ │ ├── IGRP (propietario Cisco; con clase)
│ │ └── EIGRP (propietario Cisco avanzado; sin clase)
│ └── Estado de Enlace
│ ├── OSPF v2 (para IPv4; algoritmo Dijkstra; sin TCP/UDP; usa IP directo)
│ ├── OSPF v3 (para IPv6)
│ └── IS-IS (para dominios grandes; soporta X.25, broadcast, punto a punto)
├── Protocolo de enrutamiento EXTERNO (EGP)
│ └── BGP (Border Gateway Protocol; puerto TCP 179; entre sistemas autónomos)
└── Seguridad y etiquetado
├── IPsec (autenticación y cifrado; modo transporte y modo túnel)
└── MPLS (etiquetas en lugar de IPs para conmutación más rápida)
OSPF — datos clave:
- Protocolo de estado de enlace; algoritmo Dijkstra
- Usa multicast: 224.0.0.5 (todos los routers OSPF) y 224.0.0.6 (routers designados)
- Encapsulado directamente sobre IP (no usa TCP ni UDP)
- Se divide en áreas; existe un área backbone central a la que se conectan el resto
ICMP — mensajes importantes:
| Mensaje | Función |
|---|---|
| Echo Request / Echo Reply | Base del comando ping |
| Destination Unreachable | El router considera inalcanzable el destino |
| Time Exceeded | TTL llegó a 0; base del comando traceroute |
| Mask Request | Solicitar máscara de subred a un router |
Modos de funcionamiento interno del nivel de red:
- Datagramas: cada paquete se encamina independientemente (no requiere conexión previa)
- Circuitos virtuales: se establece conexión previa; los routers reservan recursos para ese circuito
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Comunicación extremo a extremo entre aplicaciones; segmentación, control de flujo y control de errores |
| PDU | Segmento (TCP) / Datagrama (UDP) |
| Apodo | "Corazón del OSI" |
TCP vs UDP — comparación:
| Característica | TCP | UDP |
|---|---|---|
| Orientado a conexión | ✅ Sí | ❌ No |
| Garantía de entrega | ✅ Sí | ❌ No |
| Control de flujo | ✅ Sí (ventanas deslizantes) | ❌ No |
| Orden de entrega | ✅ Garantizado | ❌ No garantizado |
| Velocidad | Más lento | Más rápido |
| Uso típico | Web, email, FTP, SSH | DNS, DHCP, streaming, juegos |
Establecimiento de conexión TCP — 3-way handshake:
Cliente Servidor
│──── SYN ────────────────►│
│◄─── SYN/ACK ─────────────│
│──── ACK ────────────────►│
[Conexión establecida]
Fin de conexión TCP — 4-way handshake:
FIN-ACK / FIN-ACK (cada lado cierra independientemente)
Mecanismos de fiabilidad TCP:
- Números de secuencia: identifican los bytes del flujo de datos
- ACK (asentimiento): el receptor confirma la recepción de datos
- SACK (Selective Acknowledgement): el receptor indica exactamente qué fragmentos ha recibido; el emisor solo retransmite los que faltan
- Checksum: complemento a uno de la suma del contenido de cabecera y datos
- Ventanas deslizantes: control de flujo; el receptor especifica en cada segmento cuántos bytes puede almacenar en buffer
Otros protocolos de la capa de transporte:
| Protocolo | Descripción |
|---|---|
| SCTP | Stream Control Transmission Protocol: combina TCP y UDP; soporta multi-homing y múltiples flujos |
| DCCP | Datagram Congestion Control Protocol: control de congestión más avanzado que UDP, sin fiabilidad de TCP |
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Establecer, gestionar y finalizar sesiones de comunicación entre aplicaciones |
| Responsabilidades | Establecimiento de sesión, sincronización, control de diálogo (dúplex/semidúplex), reinicio y recuperación |
Protocolos de la Capa 5:
| Protocolo | Descripción |
|---|---|
| NetBIOS | Identificación de equipos en LAN por nombre; sesiones, datagramas y broadcast |
| RPC | Remote Procedure Call: ejecución de procedimientos en máquina remota como si fueran locales; usa "stubs" en cliente y servidor |
| SMB | Server Message Block: acceso a archivos, impresoras y recursos de red |
| SCP | Secure Copy Protocol: transferencia segura de archivos usando SSH como protocolo subyacente |
| H.323 | Comunicación multimedia (voz y video) a través de redes IP |
| X.509 | Certificado digital; base de las PKI; usado en SSL, TLS y S/MIME |
| OCSP | Online Certificate Status Protocol: verifica el estado de vigencia de certificados X.509 (alternativa a las CRL) |
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Traducción, encriptación y compresión de datos entre capas 5 y 7 |
| 3 funciones clave | Formateo de datos + Cifrado de datos + Compresión de datos |
Protocolos y estándares de la Capa 6:
| Protocolo / Estándar | Descripción |
|---|---|
| SSL (Secure Sockets Layer) | Protocolo de seguridad; usa certificados X.509 y criptografía asimétrica. La última versión SSL 3.0 está obsoleta (reemplazada por TLS) |
| TLS (Transport Layer Security) | Sucesor de SSL; última versión TLS 1.3; subprotocolos: Record Protocol, ChangeCipherSpec, Alert y Handshake |
| JPEG | Compresión de imágenes digitales |
| MPEG | Estándares para compresión de video y audio |
| ASCII | Código de caracteres para texto en computadoras |
| EBCDIC | Código de caracteres para sistemas mainframe |
| ASN.1 | Abstract Syntax Notation One: descripción de estructuras de datos independiente del sistema |
| XDR | External Data Representation: transferencia de datos entre distintas arquitecturas |
Handshake TLS — fases:
1. Cliente → ServerHello (ClientHello con versión, cifrado y número aleatorio)
2. Servidor → ServerHello (versión, cifrado elegido, número aleatorio)
3. Servidor → Certificado + ServerKeyExchange + ServerHelloDone
4. Cliente → ClientKeyExchange (PreMasterSecret cifrada con clave pública del servidor)
5. Ambos calculan la clave de sesión (Master Secret)
6. Cliente → ChangeCipherSpec + Finished
7. Servidor → ChangeCipherSpec + Finished
→ Conexión segura establecida
| Elemento | Contenido |
|---|---|
| Función | Proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones y usuarios finales |
Protocolos y puertos de la Capa 7:
| Protocolo | Puerto | Transporte | Descripción |
|---|---|---|---|
| FTP (datos/control) | 20-21 | TCP | Transferencia de archivos |
| SSH | 22 | TCP | Acceso remoto seguro; cifrado de toda la sesión |
| Telnet | 23 | TCP | Acceso remoto sin cifrado; usar solo en redes privadas seguras |
| SMTP | 25 | TCP | Envío de correo electrónico entre servidores |
| DNS | 53 | UDP | Resolución de nombres de dominio a IPs |
| DHCP | 67 (srv) / 68 (cli) | UDP | Asignación dinámica de IPs |
| HTTP | 80 | TCP | Transferencia hipertexto (web) |
| POP3 | 110 | TCP | Recuperación de correo electrónico |
| NTP | 123 | UDP | Sincronización de tiempo de red |
| NetBIOS | 137/138/139 | TCP | Comunicación en redes locales |
| IMAP4 | 143 | TCP | Gestión y recuperación de correo (sincronización multidispositivo) |
| SNMP | 161/162 | TCP | Gestión y monitoreo de dispositivos de red |
| LDAP | 389 | TCP | Acceso a servicios de directorio |
| HTTPS | 443 | TCP | HTTP sobre TLS/SSL (seguro) |
| RDP | 3389 | TCP | Escritorio remoto |
⚠️ Diferencia POP3 vs IMAP: POP3 descarga el correo del servidor; IMAP lo sincroniza en múltiples dispositivos.
⚠️ Diferencia SSH vs Telnet: ambos permiten acceso remoto, pero SSH cifra toda la comunicación. Telnet envía en texto claro.
DNS — tipos de registros:
| Registro | Función |
|---|---|
| A | Nombre de host → IPv4 |
| AAAA | Nombre de host → IPv6 |
| CNAME | Alias de otro nombre de dominio |
| MX | Servidor de correo del dominio |
| NS | Servidor de nombres autoritativo del dominio |
| PTR | Registro inverso: IP → nombre de dominio |
| SOA | Información sobre el servidor DNS primario de zona |
| TXT | Texto arbitrario; también usado para SPF |
| SPF | Identifica servidores SMTP autorizados para enviar correo del dominio |
DNS — tipos de consulta:
- Recursiva: el servidor responde con la respuesta final (hace él todas las consultas intermedias); la usan los equipos cliente
- Iterativa: el servidor puede responder con la dirección de otro servidor DNS; la usan los servidores entre sí
DNS — tipos de servidor:
- Primario (autoritativo): almacena los datos del espacio de nombres; permite lectura y escritura
- Secundario (alternativo): solo lectura; obtiene datos del primario mediante transferencia de zona
- Local (caché): no es autoritativo; almacena respuestas en caché para agilizar consultas repetidas
HTTP — métodos:
| Método | Función |
|---|---|
| GET | Leer una representación de un recurso |
| POST | Enviar datos al servidor (cambia estado) |
| PUT | Actualizar o crear un recurso |
| DELETE | Eliminar un recurso |
| HEAD | Igual que GET pero sin cuerpo de respuesta (solo cabeceras) |
| OPTIONS | Describir opciones de comunicación disponibles |
| PATCH | Modificaciones parciales de un recurso |
HTTP — códigos de respuesta:
| Rango | Tipo |
|---|---|
| 1xx | Respuestas informativas |
| 2xx | Respuestas satisfactorias (200 OK) |
| 3xx | Redirecciones (301 Moved Permanently) |
| 4xx | Errores del cliente (400 Bad Request, 401 Unauthorized, 403 Forbidden) |
| 5xx | Errores del servidor (500 Internal Server Error, 503 Service Unavailable) |
FTP — modos de conexión:
- Modo activo: el servidor se conecta al cliente para enviar los datos (usa puerto 21 para control)
- Modo pasivo: el cliente inicia también la conexión de datos (el servidor indica el puerto aleatorio >1023)
DHCP — métodos de asignación de IP:
| Método | Descripción |
|---|---|
| Estática/Manual | IP fija asignada a una máquina determinada; sin reutilización |
| Automática | Primera vez que solicita, le asigna una IP hasta que la libere |
| Dinámica | Único método que permite reutilización dinámica de IPs; el administrador define un rango |
1. ¿Cuántas capas tiene el modelo OSI?
2. ¿Cuál es la PDU (unidad de datos) de la capa de Transporte para el protocolo TCP?
3. ¿En qué capa del modelo OSI opera un Switch?
4. ¿Qué protocolo de la capa de Red usa el algoritmo de Dijkstra y se encapsula directamente sobre IP (sin TCP ni UDP)?
5. El establecimiento de una conexión TCP utiliza:
6. El cierre de una conexión TCP utiliza:
7. ¿Qué capa del modelo OSI se encarga de la traducción, encriptación y compresión de datos?
8. ¿Qué protocolo permite ejecutar procedimientos en una máquina remota como si fueran locales, usando "stubs" en ambos extremos?
9. ¿Cuál es el protocolo de la capa de Aplicación para la asignación dinámica de direcciones IP?
10. El protocolo BGP opera en:
11. ¿Qué diferencia existe entre una consulta DNS recursiva y una iterativa?
12. El protocolo OCSP sirve para:
13. El protocolo RIP tiene como límite máximo de saltos:
14. ¿Qué protocolo de la capa de Transporte combina características de TCP y UDP, soportando multi-homing y múltiples flujos de datos en una sola conexión?
15. ¿En qué modo de FTP es el servidor quien inicia la conexión de datos hacia el cliente?
El modelo TCP/IP es el modelo de comunicaciones real de Internet. Describe un conjunto de guías para que los equipos puedan comunicarse en una red. Provee conectividad de extremo a extremo especificando cómo los datos deben ser formateados, direccionados, transmitidos, enrutados y recibidos.
| TCP/IP | OSI equivalente | Función | Protocolos principales |
|---|---|---|---|
| Aplicación | Capas 7, 6 y 5 | Servicios para el usuario | HTTP, FTP, SMTP, DNS, SSH, DHCP, SNMP, RIP |
| Transporte | Capa 4 | Comunicación extremo a extremo | TCP, UDP, ICMP (algunos autores), DCCP |
| Internet | Capa 3 | Encaminamiento de paquetes | IP, ICMP, IPsec, IGMP |
| Interfaz de Red / Acceso a la red | Capas 2 y 1 | Envío físico de datos | ARP, NDP, L2TP, Ethernet |
MODELO OSI MODELO TCP/IP
───────────── ──────────────
7. Aplicación ┐
6. Presentación├──► Aplicación
5. Sesión ┘
4. Transporte ────► Transporte
3. Red ────► Internet
2. Enlace ┐
1. Física ┘──► Acceso a la red (Interfaz de Red)
💡 Diferencia clave: OSI tiene 7 capas (modelo teórico de referencia); TCP/IP tiene 4 capas (modelo práctico de implementación). Las capas de Aplicación, Presentación y Sesión de OSI se fusionan en una única capa de Aplicación en TCP/IP.
| Categoría | Rango | Descripción |
|---|---|---|
| Well Known | 0 – 1023 | Asignados por la IANA; usados por el sistema o procesos con privilegios |
| Registered | 1024 – 49151 | Empleados por aplicaciones de usuario registradas por terceros |
| Dinámicos / Privados | 49152 – 65535 | Usados temporalmente por aplicaciones de usuario; sin significado fuera de la conexión |
16. ¿Cuántas capas tiene el modelo TCP/IP?
17. ¿Qué capas del modelo OSI equivalen a la capa de Aplicación del modelo TCP/IP?
18. ¿Cuál es el rango de puertos "Well Known" (asignados por la IANA)?
19. ¿En qué capa del modelo TCP/IP opera el protocolo ARP?
Las direcciones IPv4 son números binarios de 32 bits divididas en parte de red y parte de host. Existen 5 clases:
| Clase | Bits iniciales | Rango primer octeto | Máscara por defecto | Uso |
|---|---|---|---|---|
| A | 0 | 1 – 126 | /8 (255.0.0.0) | Redes muy grandes |
| B | 10 | 128 – 191 | /16 (255.255.0.0) | Redes medianas |
| C | 110 | 192 – 223 | /24 (255.255.255.0) | Redes pequeñas |
| D | 1110 | 224 – 239 | — | Multicast |
| E | 1111 | 240 – 255 | — | Investigación (reservada) |
Número de redes y hosts por clase:
| Clase | Bits de red (libres) | Nº de redes | Bits de host | Hosts por red |
|---|---|---|---|---|
| A | 7 | 126 (128 - 2 reservadas) | 24 | 16.777.214 |
| B | 14 | 16.384 | 16 | 65.534 |
| C | 21 | 2.097.152 | 8 | 254 |
⚠️ Cálculo de hosts: 2^(bits de host) - 2 (se restan: dirección de red y dirección de broadcast)
| Clase | Rango privado | Máscara | Uso |
|---|---|---|---|
| A | 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | /8 (255.0.0.0) | Grandes redes privadas |
| B | 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | /12 (255.240.0.0) | Medianas redes privadas |
| C | 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | /16 (255.255.0.0) | Pequeñas redes privadas |
💡 Las IPs privadas no se enrutan en Internet. Para acceder a Internet se usa NAT (Network Address Translation). La variante PAT (Port Address Translation) sustituye también puertos TCP/UDP, permitiendo que múltiples equipos compartan una sola IP pública.
| Dirección | Uso |
|---|---|
| 0.0.0.0/8 | Red por defecto / host desconocido |
| 127.0.0.0/8 | Loopback (habitualmente 127.0.0.1 = máquina local) |
| 169.254.0.0/16 | APIPA (Automatic Private IP Addressing) — Clase B link-local; se asigna automáticamente si no hay servidor DHCP |
| 224.0.0.0/4 | Clase D — Multicast |
| 240.0.0.0/4 | Clase E — Investigación y desarrollo (reservada) |
| 255.255.255.255 | Broadcast a nivel local |
| Campo | Bits | Descripción |
|---|---|---|
| Versión | 4 | Valor = 4 para IPv4 |
| IHL (Internet Header Length) | 4 | Longitud de cabecera en palabras de 32 bits; mínimo = 5 (20 bytes) |
| Tipo de servicio / DSCP | 8 | Calidad de servicio (QoS) |
| Longitud total | 16 | Tamaño total del paquete; máximo 65.535 bytes |
| Identificación | 16 | Identificador único para reensamblado de fragmentos |
| Banderas (Flags) | 3 | Bit 0: reservado (0); DF (Don't Fragment); MF (More Fragments) |
| Desplazamiento de fragmento | 13 | Posición del fragmento en el paquete original |
| TTL (Time To Live) | 8 | Decrece en cada salto; a 0 el paquete se descarta |
| Protocolo | 8 | Capa superior encapsulada: TCP = 6, UDP = 17 |
| Checksum de cabecera | 16 | Verificación de integridad de la cabecera (no de los datos) |
| IP de origen | 32 | Dirección del emisor |
| IP de destino | 32 | Dirección del receptor |
| Opciones | Variable | Información adicional de enrutamiento (opcional) |
| Relleno | Variable | Alinea la cabecera a múltiplo de 32 bits |
Objetivo: controlar el tráfico broadcast y crear redes lógicas separadas dentro de una organización.
FLSM (Fixed Length Subnet Mask): todas las subredes con igual máscara.
Fórmula subredes: 2^(bits robados) = número de subredes
Fórmula hosts: 2^(bits restantes de host) - 2 = hosts utilizables
Ejemplo con 192.168.1.0 robando 1 bit:
→ 2 subredes: 192.168.1.0/25 y 192.168.1.128/25
→ Hosts por subred: 2^7 - 2 = 126
VLSM (Variable Length Subnet Mask): máscaras de longitud variable; permite ajustar el tamaño de cada subred a sus necesidades reales. Más eficiente en el uso de direcciones IP.
CIDR (Classless Inter-Domain Routing): reemplaza el sistema de clases; usa VLSM para asignar prefijos de longitud arbitraria (ej: /22, /27, /30…).
Tipos de IP:
- Estáticas: siempre la misma IP; usadas por servidores
- Dinámicas: cambia en cada conexión; asignadas por DHCP; usadas por clientes de ISP
20. ¿Cuántos bits tiene una dirección IPv4?
21. ¿Cuál es la dirección de loopback en IPv4?
22. Una dirección IP de clase C utiliza los primeros __ octetos para identificar la red:
23. ¿Cuál es el rango de direcciones IP privadas de clase B?
24. ¿Para qué se usa la dirección 169.254.0.0/16 en IPv4?
25. En la cabecera IPv4, el campo TTL:
26. El tamaño mínimo de la cabecera IPv4 es:
27. En el campo Protocolo de la cabecera IPv4, el valor 6 corresponde a:
28. Si una red 192.168.1.0/24 se divide en 2 subredes iguales con FLSM robando 1 bit, ¿cuántos hosts utilizables tiene cada subred?
29. ¿Qué diferencia hay entre FLSM y VLSM?
IPv6 se implementó con la definición de la norma RFC 2460 y está destinado a sustituir a IPv4 de forma definitiva ante el agotamiento de direcciones.
| Característica | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Tamaño dirección | 32 bits | 128 bits |
| Notación | Decimal con puntos | Hexadecimal con dos puntos (8 grupos de 4 hex) |
| Broadcast | Sí | No (reemplazado por multicast) |
| Fragmentación | En routers intermedios | Solo en el nodo origen |
| Cabecera | Variable (mín. 20 bytes) | Fija (40 bytes) |
| Checksum cabecera | Sí | No (se elimina para mayor eficiencia) |
| TTL | Campo TTL | Campo Límite de saltos (Hop Limit) |
Compresión de direcciones IPv6:
2001:0DB8:0000:0000:0000:0000:1428:57ab
= 2001:0DB8::1428:57ab (grupos de ceros consecutivos → ::, solo una vez)
| Tipo | Descripción | Prefijo |
|---|---|---|
| Unicast | Un único interfaz de red; los primeros 64 bits = prefijo de red | Varios |
| Anycast | Asignada a varias interfaces; el paquete llega al nodo más cercano | Comparte espacio con unicast |
| Multicast | Entregada a todos los interfaces del grupo; reemplaza el broadcast | FF00::/8 |
| Dirección | Equivalente IPv4 | Uso |
|---|---|---|
| ::1/128 | 127.0.0.1 | Loopback |
| ::/128 | 0.0.0.0 | Dirección no especificada (sin IP asignada) |
| FE80::/10 | 169.254.0.0/16 | Link-local unicast (solo válida en el enlace local; asignación automática sin DHCP) |
| FC00::/7 (FD00::/8) | 10.x.x.x / 172.16.x.x / 192.168.x.x | ULA (Unique Local Address) = IPs privadas IPv6 |
| FF00::/8 | 224.0.0.0/4 | Multicast |
| 2002::/16 | — | Esquema de transición 6to4 (envía IPv6 sobre IPv4) |
| ::ffff:0:0/96 | — | Mapeo de dirección IPv4 en IPv6 (compatibilidad dual stack) |
| 2001:DB8::/32 | — | Reservada para documentación y ejemplos |
| FF02::1 | — | Todos los nodos en el enlace local |
| FF02::2 | — | Todos los routers en el enlace local |
| Campo | Bits | Descripción |
|---|---|---|
| Versión | 4 | Valor = 6 para IPv6 |
| Clase de tráfico | 8 | Similar al Tipo de Servicio de IPv4; usado para QoS |
| Etiqueta de flujo | 20 | Campo nuevo en IPv6: identifica flujos que requieren tratamiento especial (video en tiempo real, VoIP) |
| Tamaño de carga útil | 16 | Tamaño de los datos; máximo 65.535 bytes |
| Siguiente cabecera | 8 | Similar al campo Protocolo de IPv4; indica cabecera de extensión o protocolo superior |
| Límite de saltos | 8 | Equivalente al TTL de IPv4 |
| Dirección de origen | 128 | IP origen |
| Dirección de destino | 128 | IP destino |
Cabeceras de extensión IPv6 (se insertan solo cuando son necesarias):
| Cabecera | Función |
|---|---|
| Hop-by-Hop Options | Se examina en cada nodo de la ruta |
| Routing Header | Lista de nodos intermedios que debe seguir el paquete |
| Fragment Header | Gestiona la fragmentación (solo en el nodo origen) |
| Destination Options | Solo procesada en el nodo destino |
| Authentication Header | Integridad y autenticación (no confidencialidad) |
| Encapsulation Security Payload | Integridad, confidencialidad y autenticación |
| Aspecto | IPv4 | IPv6 |
|---|---|---|
| Dirección | 32 bits | 128 bits |
| Tamaño cabecera | Variable (mín. 20 B) | Fija 40 bytes |
| Broadcast | Sí | No (multicast) |
| Fragmentación | Routers intermedios | Solo nodo origen |
| Checksum cabecera | Sí | No |
| Campo TTL | TTL | Hop Limit |
| Campo nuevo | — | Etiqueta de flujo (Flow Label) |
| ARP | ARP | NDP (Neighbor Discovery Protocol) |
| DHCP | DHCP | DHCPv6 o autoconfiguración SLAAC |
30. ¿Cuántos bits tiene una dirección IPv6?
31. ¿Cuál es el equivalente IPv6 a la dirección de loopback 127.0.0.1 de IPv4?
32. IPv6 no implementa direcciones broadcast. ¿Qué mecanismo las reemplaza?
33. ¿Cuál es el tamaño fijo de la cabecera IPv6?
34. Las direcciones ULA (Unique Local Addresses) en IPv6 son equivalentes a:
35. ¿Qué campo de la cabecera IPv6 es completamente nuevo respecto a IPv4 y permite identificar flujos de datos para aplicaciones de tiempo real?
36. En IPv6, la fragmentación de paquetes es gestionada por:
37. El prefijo FF00::/8 en IPv6 identifica:
38. El esquema de transición 6to4 en IPv6 utiliza el prefijo:
1 → c) El modelo OSI tiene 7 capas: Física, Enlace de datos, Red, Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación.
2 → d) La PDU de la capa de Transporte para TCP es el Segmento. Para UDP es el Datagrama. El Bit es de la capa Física; la Trama de Enlace de datos; el Paquete de la capa de Red.
3 → b) Un Switch opera en la Capa 2 (Enlace de datos) y trabaja con direcciones MAC. Los Hubs y repetidores operan en Capa 1. Los Routers operan en Capa 3.
4 → c) OSPF (Open Shortest Path First) usa el algoritmo de Dijkstra y se encapsula directamente sobre el protocolo IP (no usa TCP ni UDP). Usa las direcciones multicast 224.0.0.5 y 224.0.0.6.
5 → b) El establecimiento de conexión TCP usa el 3-way handshake: SYN → SYN/ACK → ACK. Es fundamental distinguirlo del cierre de conexión (4-way handshake).
6 → c) El cierre de conexión TCP usa un 4-way handshake: FIN-ACK / FIN-ACK. Cada extremo cierra su lado de forma independiente.
7 → c) La Capa 6 (Presentación) se encarga de la traducción, encriptación y compresión de datos. Sus tres funciones clave son: formateo, cifrado y compresión.
8 → b) RPC (Remote Procedure Call) permite ejecutar procedimientos en una máquina remota como si fueran locales, usando instancias especiales llamadas "stubs" en el lado cliente y servidor.
9 → b) DHCP (Dynamic Host Configuration Protocol) asigna dinámicamente IPs a los dispositivos. Opera en puertos 67 (servidor) y 68 (cliente) sobre UDP.
10 → b) BGP (Border Gateway Protocol) es el protocolo de enrutamiento EGP (Exterior Gateway Protocol) usado entre sistemas autónomos en Internet. Opera sobre TCP, puerto 179.
11 → b) La consulta recursiva la realiza el equipo cliente: el servidor debe proporcionar la respuesta final definitiva. La consulta iterativa permite al servidor responder con la dirección de otro DNS más cercano al autoritativo.
12 → b) OCSP (Online Certificate Status Protocol) verifica el estado de vigencia de certificados X.509 como alternativa a las Listas de Revocación de Certificados (CRL).
13 → b) RIP tiene un límite máximo de 15 saltos. Cuando un destino está a 16 saltos, se considera inalcanzable. Esta limitación es una de las razones por las que RIP no escala bien en redes grandes.
14 → c) SCTP (Stream Control Transmission Protocol) combina características de TCP y UDP, soportando multi-homing (múltiples interfaces) y múltiples flujos de datos en una sola conexión.
15 → b) En modo activo, es el servidor quien inicia la conexión de datos hacia el cliente. En modo pasivo, es el cliente quien inicia ambas conexiones.
16 → b) El modelo TCP/IP tiene 4 capas: Aplicación, Transporte, Internet e Interfaz de Red (Acceso a la red).
17 → b) La capa de Aplicación de TCP/IP equivale a las capas 5 (Sesión), 6 (Presentación) y 7 (Aplicación) del modelo OSI.
18 → a) Los puertos Well Known van del 0 al 1023. Son asignados por la IANA y usados por el sistema o procesos con privilegios.
19 → d) ARP opera en la capa de Interfaz de Red / Acceso a la red del modelo TCP/IP (equivalente a las capas 1 y 2 del OSI), ya que traduce direcciones IP (capa 3) a direcciones MAC (capa 2).
20 → b) Una dirección IPv4 tiene 32 bits (4 octetos de 8 bits cada uno).
21 → b) La dirección de loopback en IPv4 es 127.0.0.1 (el rango 127.0.0.0/8 está reservado para loopback; 0.0.0.0 es la red por defecto; 169.254.x.x es APIPA).
22 → c) Las direcciones de Clase C usan los 3 primeros octetos para identificar la red, dejando solo el último octeto (8 bits) para los hosts (254 hosts útiles por red).
23 → b) El rango privado de Clase B es 172.16.0.0 a 172.31.255.255 (/12). El rango 10.x.x.x es Clase A; 192.168.x.x es Clase C; 169.254.x.x es APIPA (no privada RFC 1918).
24 → c) La dirección 169.254.0.0/16 corresponde a APIPA (Automatic Private IP Addressing), una dirección link-local que se asigna automáticamente cuando no hay servidor DHCP disponible. Es parte de la Clase B pero con uso especial.
25 → b) El campo TTL (Time To Live) es un valor que decrece en cada salto; cuando llega a 0, el paquete se descarta y el router notifica al emisor con un mensaje ICMP Time Exceeded.
26 → c) La cabecera IPv4 tiene un tamaño mínimo de 20 bytes (sin el campo Opciones). El campo IHL indica la longitud en palabras de 32 bits; valor mínimo 5 × 4 bytes = 20 bytes.
27 → c) En el campo Protocolo de IPv4, el valor 6 = TCP y el valor 17 = UDP. Es una trampa habitual confundirlos.
28 → b) Al robar 1 bit de los 8 bits de host de una /24, quedan 7 bits para host: 2^7 - 2 = 126 hosts utilizables por subred. La máscara pasa a /25 (255.255.255.128).
29 → b) FLSM usa la misma máscara para todas las subredes (poco eficiente). VLSM permite máscaras de distinta longitud adaptadas a las necesidades reales de cada subred (más eficiente). CIDR generaliza este concepto.
30 → c) Una dirección IPv6 tiene 128 bits, escritos en 8 grupos de 4 dígitos hexadecimales.
31 → b) El equivalente de la dirección de loopback 127.0.0.1 en IPv6 es ::1/128 (dirección única).
32 → c) IPv6 no implementa broadcast. En su lugar usa multicast: por ejemplo, FF02::1 equivale a "todos los nodos en el enlace local".
33 → c) La cabecera IPv6 tiene un tamaño fijo de 40 bytes (frente a los 20 bytes mínimos variables de IPv4). Esta simplificación mejora la eficiencia de los routers.
34 → c) Las ULA (Unique Local Addresses, prefijo FC00::/7 y FD00::/8) son el equivalente IPv6 a las direcciones privadas RFC 1918 de IPv4 (10.x.x.x, 172.16.x.x, 192.168.x.x).
35 → c) La Etiqueta de flujo (Flow Label) de 20 bits es un campo completamente nuevo en IPv6 (no existe en IPv4) y permite identificar y priorizar flujos de datos específicos, útil para streaming de video o VoIP.
36 → b) En IPv6, la fragmentación es responsabilidad exclusiva del nodo origen mediante "Path MTU Discovery". Los routers intermedios no fragmentan los paquetes, lo que mejora la eficiencia del encaminamiento.
37 → c) El prefijo FF00::/8 identifica las direcciones de multicast en IPv6. Los primeros dos dígitos hexadecimales FF caracterizan a todas las direcciones multicast.
38 → d) El esquema de transición 6to4 usa el prefijo 2002::/16. Permite enviar paquetes IPv6 sobre redes IPv4 sin necesidad de configurar túneles manualmente.
| Concepto | Valor / Respuesta clave |
|---|---|
| Capas modelo OSI | 7 (Física, Enlace, Red, Transporte, Sesión, Presentación, Aplicación) |
| Capas modelo TCP/IP | 4 (Acceso a red, Internet, Transporte, Aplicación) |
| Mnemotecnia OSI (abajo→arriba) | Fácil Es Recordar Todo Si Practicamos Algo (F-E-R-T-S-P-A) |
| PDU Capa Física | Bit |
| PDU Capa Enlace | Trama (Frame) |
| PDU Capa Red | Paquete (Packet) |
| PDU Capa Transporte TCP | Segmento |
| PDU Capa Transporte UDP | Datagrama |
| Equipo Capa 1 | Hub, repetidor |
| Equipo Capa 2 | Switch, Bridge |
| Equipo Capa 3 | Router |
| "Corazón del OSI" | Capa 4 — Transporte |
| Establecimiento conexión TCP | 3-way handshake (SYN, SYN/ACK, ACK) |
| Cierre conexión TCP | 4-way handshake (FIN-ACK / FIN-ACK) |
| TCP = protocolo Capa 4 valor | 6 (en campo Protocolo de cabecera IP) |
| UDP = protocolo Capa 4 valor | 17 (en campo Protocolo de cabecera IP) |
| RIP límite máximo saltos | 15 (16 = inalcanzable) |
| OSPF — algoritmo | Dijkstra |
| OSPF — multicast | 224.0.0.5 y 224.0.0.6 |
| BGP — puerto | TCP 179 |
| IPv4 — bits | 32 bits |
| IPv4 — loopback | 127.0.0.1 |
| IPv4 — APIPA (sin DHCP) | 169.254.0.0/16 |
| IPv4 — privada Clase A | 10.0.0.0 /8 |
| IPv4 — privada Clase B | 172.16.0.0 /12 |
| IPv4 — privada Clase C | 192.168.0.0 /16 |
| IPv4 — broadcast local | 255.255.255.255 |
| IPv4 — multicast | Clase D: 224.0.0.0 – 239.255.255.255 |
| IPv4 — investigación | Clase E: 240.0.0.0 – 255.255.255.255 |
| IPv4 — cabecera mínima | 20 bytes |
| IPv4 — longitud máx. paquete | 65.535 bytes |
| IPv4 — hosts clase A | 16.777.214 |
| IPv4 — hosts clase B | 65.534 |
| IPv4 — hosts clase C | 254 |
| Fórmula hosts por subred | 2^(bits host) - 2 |
| IPv6 — bits | 128 bits |
| IPv6 — loopback | ::1/128 |
| IPv6 — no especificada | ::/128 |
| IPv6 — link-local | FE80::/10 |
| IPv6 — IPs privadas (ULA) | FC00::/7 (FD00::/8) |
| IPv6 — multicast | FF00::/8 |
| IPv6 — 6to4 (transición) | 2002::/16 |
| IPv6 — documentación | 2001:DB8::/32 |
| IPv6 — cabecera fija | 40 bytes |
| IPv6 — broadcast | No existe (reemplazado por multicast) |
| IPv6 — campo nuevo vs IPv4 | Etiqueta de flujo (Flow Label, 20 bits) |
| IPv6 — fragmentación | Solo en el nodo origen |
| NAT | Sustituye IP privada por IP pública |
| PAT | Sustituye IP + puerto TCP/UDP |
| Puertos Well Known | 0 – 1023 (IANA) |
| Puertos Registered | 1024 – 49151 |
| Puertos Dinámicos/Privados | 49152 – 65535 |
| HTTP | Puerto 80 / TCP |
| HTTPS | Puerto 443 / TCP |
| FTP | Puertos 20-21 / TCP |
| SSH | Puerto 22 / TCP |
| Telnet | Puerto 23 / TCP |
| SMTP | Puerto 25 / TCP |
| DNS | Puerto 53 / UDP |
| DHCP | Puertos 67-68 / UDP |
| POP3 | Puerto 110 / TCP |
| IMAP4 | Puerto 143 / TCP |
| SNMP | Puertos 161/162 / TCP |
| LDAP | Puerto 389 / TCP |
| RDP | Puerto 3389 / TCP |