Fundamentos Esenciales de Networking: Conceptos, Protocolos y Arquitecturas de Red

Conceptos Fundamentales de Redes

1. Define conceptos de Networking.

El Networking abarca todos los elementos físicos y lógicos que se necesitan para que una red esté en funcionamiento, permitiendo compartir recursos.

2. Explica qué es una internet (minúscula).

Es una red que conecta otras redes (interconexión de redes).

3. ¿Qué se entiende por Internetworking?

Es toda tecnología necesaria para conectar redes entre sí.

4. Indica qué es un protocolo de comunicación.

Es una serie de normas que indican cómo establecer y llevar a cabo la comunicación entre los dispositivos conectados en una red, incluyendo el formato de los mensajes y su envío.

5. Define los siguientes tipos de envío de mensajes:

  • Unicast: Envía un mensaje de un solo emisor a un solo receptor.
  • Multicast: Envía un mensaje a un determinado grupo de receptores.
  • Broadcast: El mensaje va dirigido a todos los destinatarios de la red o subred.

6. ¿Qué es una Extranet?

Es una plataforma web que puede ser accedida desde el exterior por usuarios autorizados de una organización.

Arquitecturas y Modelos de Red

7. Explica qué es una arquitectura de red y qué elementos la definen.

Es la estructura de comunicación definida por el Modelo de Red (Capas), los Protocolos de Comunicación asociados a cada uno de los niveles y la Topología de los dispositivos.

8. Indica qué dos arquitecturas de red conoces y nombra sus diferentes niveles.

  • Modelo OSI: Capa de Aplicación, de Presentación, de Sesión, de Transporte, de Red, de Enlace de Datos y Física.
  • Modelo TCP/IP: Capa de Aplicación, de Transporte, de Internet y de Acceso a la Red.

9. ¿Por qué las distintas funciones de red se representan a través de capas o niveles?

  • Para simplificar el diseño y la implementación.
  • Para abordar el problema de la comunicación de manera modular.
  • Para independizar la tecnología de los protocolos situados en diferentes capas.

Unidades de Datos y Encapsulación

10. ¿Qué es una PDU? Pon algún ejemplo.

PDU significa Unidad de Datos de Protocolo (Protocol Data Unit). Un ejemplo sería un segmento, una trama o un paquete.

11. ¿En qué consiste el proceso de encapsulación?

Consiste en introducir las PDUs de un nivel superior dentro de la PDU de un nivel inferior para su transmisión.

12. Describe cómo sería el proceso de encapsulación de un mensaje de usuario (solicitud de página web que se envía a través de Internet) (Red TCP/IP).

Un usuario solicita una web. El protocolo HTTP crea una PDU que se encapsula dentro de un segmento TCP. El segmento creado se encapsula dentro de un paquete IP y, finalmente, dentro de una trama Ethernet.

Direccionamiento en Redes

13. Indica los 3 tipos de direccionamiento que conoces.

  • Direccionamiento de Transporte.
  • Direccionamiento de Enlace de Datos.
  • Direccionamiento de Red.

14. Indica los tipos de direcciones o identificadores que se utilizan en cada uno de los 3 sistemas de direccionamiento.

  • Transporte: Dirección de un puerto (Port Number).
  • Enlace de Datos: Direcciones físicas o MAC.
  • Red: Direcciones lógicas o IP.

15. Explica qué son los elementos OUI y número de serie NIC y a qué tipo de dirección pertenecen.

El OUI (Organizationally Unique Identifier o Identificador Único de Organización) corresponde a los primeros 24 bits de la dirección, asignados al fabricante. Los otros 24 bits (el número de serie NIC) son configurados por el IEEE. Ambos pertenecen a las direcciones físicas o MAC.

16. ¿Cuál es la dirección de broadcast en el nivel de enlace de datos?

FF:FF:FF:FF:FF:FF

Protocolos Clave: ARP y ICMP

17. Explica cómo un dispositivo IP obtiene una dirección física cuando solo conoce la dirección lógica o IP de otro dispositivo.

Utiliza el protocolo ARP (Address Resolution Protocol).

18. ¿Qué utilidad principal tiene el comando ping?

Este comando nos permite saber si dos dispositivos en una red son visibles y accesibles entre sí, midiendo la latencia.

19. ¿En qué consiste el comando ping?

Consiste en enviar solicitudes de eco (ICMP Echo Request) y esperar respuestas de eco (ICMP Echo Reply).

20. ¿Qué protocolo se utiliza en ping?

Utiliza el protocolo ICMP (Internet Control Message Protocol o Protocolo de Control de Mensajes de Internet).

21. Explica qué función tiene el protocolo ARP y cómo lo utilizan los dispositivos de red.

Su función es resolver la dirección MAC correspondiente a una dirección IP. Se utiliza de la siguiente forma: Un ordenador que quiere enviar una trama a una dirección IP, pero necesita la MAC de destino, realiza una consulta de ARP Request a la dirección de Broadcast. El ordenador secundario (el dueño de esa IP) devolverá un paquete de respuesta (ARP Reply) con su IP y su MAC. El ordenador primario introducirá esta información en su caché ARP y podrá enviar la trama.

22. Explica qué es la caché ARP y cómo la utiliza un PC.

La caché ARP es la tabla temporal que almacena las direcciones MAC con sus correspondientes direcciones IP. Esta información suele tener un tiempo de vida limitado (TTL), aproximadamente 2 minutos, tras el cual se elimina.

Cuando un PC necesita una dirección física, consulta primero la caché. Si no la encuentra, realiza una nueva consulta por Broadcast utilizando el protocolo ARP.

Puertos y Subredes

23. ¿Cómo se consigue que un equipo pueda simultáneamente enviar un correo electrónico y navegar por distintas páginas en Internet?

Mediante los puertos, que son utilizados por los protocolos de transporte (TCP/UDP) para diferenciar los datos de las distintas aplicaciones o servicios en el mismo equipo.

24. Indica los 3 principales motivos para dividir una red en subredes.

  • Reducir el dominio de difusión (broadcast).
  • Aumentar la seguridad.
  • Simplificar la administración de la red.

25. En una máscara IP, qué significan los siguientes bits:

  • Bits de red: Señalan la parte de la IP que identifica la red.
  • Bits de subred: Son los bits tomados de la porción de host para identificar las distintas subredes.
  • Bits de host: La parte de la IP que identifica a los hosts dentro de una subred específica.