2. Fundamentos de direccionamiento IP

2.1 Clases de direcciones IP

Las direcciones IP son identificadores únicos que se asignan a dispositivos en una red y se utilizan para transmitir información a través de la red. Hay dos versiones de direcciones IP: IPv4 y IPv6.

IPv4 se divide en cuatro clases de direcciones:

1.- Clase A: Las direcciones IP de clase A tienen un rango de direcciones desde 1.0.0.0 hasta 126.0.0.0. La primera octeta se utiliza para identificar la red y los tres últimos octetos se utilizan para identificar el host.

2.- Clase B: Las direcciones IP de clase B tienen un rango de direcciones desde 128.0.0.0 hasta 191.255.0.0. Los dos primeros octetos se utilizan para identificar la red y los dos últimos octetos se utilizan para identificar el host.

3.- Clase C: Las direcciones IP de clase C tienen un rango de direcciones desde 192.0.0.0 hasta 223.255.255.0. Los tres primeros octetos se utilizan para identificar la red y el último octeto se utiliza para identificar el host.

4.- Clase D: Las direcciones IP de clase D se utilizan para transmisión de multicast.

Hay varios tipos de direcciones IPv6, aquí hay algunos de los más comunes:

1.- Dirección unicast: identifica una única interfaz en una red y se usa para enviar paquetes a un host específico.

2.- Dirección multicast: identifica un grupo de interfaces en una red y se usa para enviar paquetes a múltiples destinos simultáneamente.

3.- Dirección anycast: identifica un grupo de interfaces en diferentes nodos en una red y se usa para enviar paquetes a la interfaz más cercana.

4.- Dirección link-local: se usa para la comunicación en una misma subred local y no se puede usar fuera de ella.

5.- Dirección sitio local: se usa para la comunicación dentro de un sitio o campus y no se puede usar fuera de él.

6.- Dirección global unicast: es la dirección más utilizada y se usa para identificar una interfaz en Internet.

En resumen, las clases de direcciones IP se utilizan para identificar y organizar los dispositivos en una red y para asegurarse de que la información se transmite de manera eficiente y confiable a su destino correcto.

1.4 Protocolos de Comunicación de redes

Los protocolos de comunicación de redes son reglas y estándares que definen cómo los dispositivos de una red deben interactuar y transmitir información entre ellos. Algunos de los protocolos más comunes son:

1.- TCP (Protocolo de Control de Transmisión): Este protocolo garantiza la entrega confiable de los datos a través de la red, asegurándose de que todos los paquetes de datos lleguen a su destino y en el orden correcto.

2.- IP (Protocolo Internet): Este protocolo se encarga de transmitir paquetes de datos a través de la red y asegurarse de que lleguen a su destino correcto.

3.- HTTP (Protocolo de transferencia de hipertexto): Este protocolo se utiliza para transferir información y contenido web a través de la red.

4.- FTP (Protocolo de transferencia de archivos): Este protocolo se utiliza para transferir archivos a través de la red.

5.- DNS (Sistema de Nombres de Dominio): Este protocolo se utiliza para traducir nombres de dominio en direcciones IP.

6.- DHCP (Protocolo de configuración dinámica de host): Este protocolo se utiliza para asignar automáticamente direcciones IP a los dispositivos en una red.

7.- SMTP (Protocolo de correo simple de transferencia): Este protocolo se utiliza para transferir correos electrónicos a través de la red.

Estos son solo algunos ejemplos de los muchos protocolos de comunicación de redes que existen. Cada protocolo tiene un propósito específico y juntos permiten a los dispositivos de una red interactuar y transmitir información de manera eficiente y confiable.

1.3 Modelo OSI y TCP/IP

El Modelo OSI (Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos) es un modelo de referencia utilizado para describir cómo los datos viajan a través de una red. Este modelo divide el proceso de transmisión de datos en siete capas, cada una de las cuales se encarga de una tarea específica. Las siete capas son:

1.- Capa física: se encarga de transmitir los bits que conforman los datos a través de la red.

2.- Capa de enlace de datos: se encarga de la transmisión confiable de los datos a través de la red, asegurándose de que los paquetes de datos lleguen a su destino sin errores.

3.- Capa de red: se encarga de la transmisión de paquetes de datos a través de la red, incluyendo la dirección y el enrutamiento de los paquetes.

4.- Capa de transporte: se encarga de garantizar que los datos se transmitan de forma confiable y en orden a su destino.

5.- Capa de sesión: se encarga de establecer y administrar sesiones de comunicación entre los dispositivos de la red.

6.- Capa de presentación: se encarga de la conversión de los datos en un formato legible para las aplicaciones.

7.- Capa de aplicación: se encarga de proporcionar servicios a las aplicaciones de usuario, como el correo electrónico y el transferencia de archivos.

El modelo TCP/IP (Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo Internet) es un conjunto de protocolos que se utiliza para transmitir datos a través de Internet y otras redes. Este modelo se divide en cuatro capas:

1.- Capa de aplicación: se encarga de proporcionar servicios a las aplicaciones de usuario, como el correo electrónico y el transferencia de archivos.

2.- Capa de transporte: se encarga de garantizar que los datos se transmitan de forma confiable y en orden a su destino.

3.- Capa de Internet: se encarga de la transmisión de paquetes de datos a través de la red, incluyendo la dirección y el enrutamiento de los paquetes.

4.- Capa de acceso a la red: se encarga de transmitir los bits que conforman los datos a través de la red.

Aunque el modelo OSI y el modelo TCP/IP son modelos de referencia distintos, se complementan mutuamente y son esenciales para la transmisión de datos a través de las redes de computadoras.

1.2.- Tipos de Redes

Hay varios tipos de redes de computadoras, cada uno con diferentes características y objetivos. Algunos de los tipos más comunes incluyen:

1.- Red local (LAN): una red local es una red de computadoras que se encuentra en un área geográfica limitada, como un edificio o un campus. Estas redes suelen ser de alta velocidad y permiten la compartición de recursos, como impresoras y archivos.

2.- Red amplia área (WAN): una red amplia área es una red que cubre una amplia área geográfica, como una ciudad, un país o incluso el mundo. Las WANs suelen utilizar tecnologías de transmisión de datos a larga distancia, como satélites o enrutadores.

3.- Red de área amplia metropolitana (MAN): una red de área amplia metropolitana es una red que cubre una región geográfica más grande que una LAN, pero más pequeña que una WAN. Los MANs suelen ser utilizados por organizaciones que necesitan conectarse a varias LANs en una misma región.

4.- Red privada virtual (VPN): una VPN es una red privada que se extiende sobre una red pública, como Internet. Las VPNs permiten a los usuarios conectarse de forma segura a la red de la organización desde cualquier lugar del mundo.

5.- Red de sensores inalámbricos (WSN): una red de sensores inalámbricos es una red de dispositivos pequeños y asequibles que recopilan y transmiten datos, como temperatura, humedad y vibraciones. Estas redes se utilizan en una amplia variedad de aplicaciones, desde la monitoreo ambiental hasta la automatización industrial.

6.- Red de objetos (IoT): una red de objetos es una red de dispositivos conectados, como sensores, actuadores y dispositivos móviles, que recopilan y comparten datos para automatizar tareas y procesos.

Estos son solo algunos ejemplos de los diferentes tipos de redes de computadoras. La elección de un tipo de red depende de los requisitos específicos de la organización, incluyendo su tamaño, ubicación, necesidades de seguridad y requisitos de transmisión de datos.

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1.Introducción a las redes de computadoras

            1.1      Arquitectura de redes de computadoras

            1.2      Tipos de redes

            1.3      Modelo OSI y TCP/IP

            1.4      Protocolos de comunicación de redes

2.      Fundamentos de direccionamiento IP

            2.1      Clases de direcciones IP

            2.2      Máscaras de subred

            2.3      Cálculo de subredes

            2.4      Direccionamiento privado y público

            2.5      Configuración de direcciones IP estáticas y dinámicas

3.      Fundamentos de routers Cisco

            3.1      Funciones de los routers

            3.2      Tipos de interfaces de red

            3.3      Configuración básica de routers

            3.4      Monitoreo y gestión de los routers

            3.5      Configuración de la tabla de enrutamiento

4.      Fundamentos de VLAN y VLAN tagging

            4.1      Conceptos básicos de VLAN

            4.2      Uso de VLAN en redes

            4.3      Configuración de VLAN y VLAN tagging

5.      Fundamentos de enrutamiento estático y dinámico

            5.1      Tipos de enrutamiento

            5.2      Configuración de enrutamiento estático

            5.3      Protocolos de enrutamiento dinámico (RIP, OSPF, EIGRP)

            5.4      Configuración de enrutamiento dinámico

6.      Seguridad en redes IP Cisco

            6.1      Amenazas y vulnerabilidades en las redes

            6.2      Firewall y filtrado de paquetes

            6.3      Configuración de reglas de filtrado de paquetes

            6.4      Autenticación y autorización en redes

            6.5      Configuración de acceso remoto seguro

7.      Fundamentos de redes inalámbricas

            7.1      Conceptos básicos de redes inalámbricas

            7.2      Seguridad en redes inalámbricas

            7.3      Configuración de redes inalámbricas con router Cisco.

1.Introducción a las redes de computadoras

            1.1      Arquitectura de redes de computadoras

La arquitectura de redes de computadoras es un marco conceptual que describe la forma en que se organizan e interconectan los componentes de una red de computadoras. Incluye los protocolos de comunicación, las topologías de red, los dispositivos y los medios físicos utilizados para conectar los dispositivos.

Esta arquitectura se puede dividir en 7 capas, cada una con una función específica, según el modelo OSI (Open Systems Interconnection), que es un estándar internacional para la comunicación de datos en redes:

1.- Capa de física: define los medios físicos de transmisión de datos, como los cables o las ondas de radio.

2.- Capa de enlace de datos: se encarga de la transmisión de datos entre dispositivos adyacentes, incluyendo la detección y corrección de errores de transmisión.

3.- Capa de red: responsable de la transmisión de paquetes de datos a través de la red, utilizando direcciones IP y protocolos de enrutamiento.

4.- Capa de transporte: La capa de transporte proporciona mecanismos de intercambio de datos entre sistemas finales o extremo a extremo. Este intercambio debe realizarse libre de errores, en consecuencia, sin pérdidas ni duplicados y cumpliendo los requisitos establecidos.

5.- Capa de sesión: establece, mantiene y termina las sesiones de comunicación entre aplicaciones.

6.- Capa de presentación: proporciona un formato común para la representación de los datos, haciendo posible la interoperabilidad entre diferentes sistemas y aplicaciones.

7.- Capa de aplicación: es la interfaz más cercana al usuario y proporciona servicios específicos para aplicaciones, como el correo electrónico, el intercambio de archivos y la navegación web.

Comprender la arquitectura de redes de computadoras es fundamental para el diseño, la implementación y el mantenimiento de redes eficientes y seguras.