Conceptos Esenciales de Redes Informáticas y Conectividad

Conceptos Fundamentales de Redes Informáticas

Este documento aborda preguntas clave sobre la infraestructura y el funcionamiento de las redes de datos, desde la distinción entre redes locales y de área amplia hasta los protocolos de acceso y direccionamiento.

Diferencia entre Redes LAN y WAN: El Rol de los Dispositivos

La distinción principal entre una Red de Área Local (LAN) y una Red de Área Amplia (WAN) radica en su alcance geográfico y los dispositivos que facilitan su interconexión:

• Routers: Permiten la interconexión de diferentes redes, incluyendo las Redes de Área Amplia (WAN). Son esenciales para dirigir el tráfico entre redes distintas, como la conexión de una red local a internet.
• Switches: Operan principalmente dentro de una Red de Área Local (LAN) para la comunicación eficiente entre dispositivos locales (ordenadores, impresoras, servidores) dentro de un mismo segmento de red.

Clasificación de Direcciones IP por Clase

Las direcciones IP se clasifican en diferentes clases, cada una con un rango específico que determina el número de redes y hosts posibles. A continuación, se indica la clase a la que pertenecen las direcciones proporcionadas:

• 50.2.3.4: Clase A (Rango: 1.0.0.0 - 126.255.255.255)
• 200.33.171.8: Clase C (Rango: 192.0.0.0 - 223.255.255.255)
• 128.8.8.8: Clase B (Rango: 128.0.0.0 - 191.255.255.255)

Máscara de Red de 8 Bits en Notación Decimal Punteada

La máscara de red define la porción de una dirección IP que corresponde a la red y la porción que corresponde al host. Una longitud de 8 bits para la porción de red implica que los primeros 8 bits están dedicados a la red.

La máscara de red con una longitud de 8 bits es: 255.0.0.0

Utilidad del Comando Ping en Redes

El comando ping es una herramienta fundamental para el diagnóstico de conectividad en redes. Su uso principal es:

• Verificar la conectividad: Se utiliza para comprobar si un dispositivo remoto es accesible a través de la red.
• Diagnóstico de problemas: Envía paquetes ICMP (Internet Control Message Protocol) a un destino específico y mide el tiempo de respuesta, lo que ayuda a identificar problemas de conexión, latencia o pérdida de paquetes.

Comportamiento de un Switch ante una Trama Desconocida

Cuando un switch recibe una trama de datos cuya dirección MAC de destino no se encuentra registrada en su tabla de direcciones MAC (también conocida como tabla de reenvío o CAM table), realiza el siguiente proceso:

1. Flooding (Inundación): El switch reenvía la trama a todas sus interfaces (puertos), excepto a la interfaz por la que recibió la trama.
2. Aprendizaje de Dirección: Una vez que el dispositivo de destino responde a la trama, el switch "aprende" la dirección MAC del dispositivo de origen de esa respuesta y la asocia con el puerto por el que la recibió, actualizando así su tabla MAC para futuras comunicaciones.

Estándares IEEE 802.3 y 802.11: Redes Cableadas e Inalámbricas

El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) ha establecido estándares clave para diferentes tipos de redes:

• IEEE 802.3: Se corresponde con las Redes Ethernet, que son el estándar predominante para las redes de área local cableadas.
• IEEE 802.11: Se corresponde con las Redes Wi-Fi, que son el estándar más común para las redes de área local inalámbricas.

Capacidad de Hosts en una Red Clase C

Una red de Clase C está diseñada para un número limitado de hosts y utiliza una máscara de red predeterminada de 255.255.255.0. Esto significa que los primeros tres octetos identifican la red, y el último octeto se utiliza para los hosts.

Para calcular el número de hosts utilizables en una red Clase C:

• El último octeto tiene 8 bits disponibles para hosts.
• El número total de direcciones posibles es 2⁸ = 256.
• Se deben restar dos direcciones especiales: la dirección de red (todos los bits de host en 0) y la dirección de broadcast (todos los bits de host en 1).
• Por lo tanto, el número de hosts utilizables es 2⁸ - 2 = 254 hosts.

Variantes del Método de Acceso CSMA: CSMA/CD y CSMA/CA

El método de acceso Carrier Sense Multiple Access (CSMA) tiene dos variantes principales, cada una adaptada a diferentes entornos de red para gestionar el acceso al medio compartido y evitar colisiones:

• CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection):
  • Uso: Empleado en redes cableadas (Ethernet).
  • Funcionamiento: Los dispositivos "escuchan" el medio antes de transmitir. Si detectan una colisión durante la transmisión, detienen el envío, esperan un tiempo aleatorio y reintentan.
• CSMA/CA (Carrier Sense Multiple Access with Collision Avoidance):
  • Uso: Empleado en redes Wi-Fi (inalámbricas).
  • Funcionamiento: Intenta evitar colisiones antes de que ocurran. Esto se debe a que la detección de colisiones es mucho más difícil en un entorno inalámbrico. Utiliza mecanismos como RTS/CTS (Request To Send/Clear To Send) para reservar el medio antes de transmitir.