Dale sentido a tus apuntes.

Qué es una red

Una red interconecta dispositivos que intercambian información con protocolos comunes. Necesita emisor, receptor, medio y reglas compartidas. Dos laptops conectadas ya pueden formar una red. Un audio de WhatsApp cruza el teléfono, el punto de acceso, el router y redes intermedias hasta su destino.

Componentes

Hosts: PC, teléfono, servidor, cámara, impresora. Intermedios: switch, router, access point y firewall. Medios: cobre UTP (electricidad), fibra (luz) y radio. Protocolos: Ethernet, IP, TCP, UDP, DNS, DHCP y HTTP. Un switch de capa 2 decide con MAC; un router conecta redes usando IP. Existen también switches multicapa. Una NIC suele tener una MAC de 48 bits; puede modificarse o aleatorizarse.

PAN · LAN · MAN · WAN

PAN: pocos metros, como Bluetooth. LAN: edificio o campus, Ethernet/WiFi. MAN: enlaces entre sucursales dentro de una ciudad. WAN: países o continentes; Internet es una red de redes. WiFi es una tecnología de acceso, no sinónimo de Internet.

Cinco métricas

Ancho de banda: capacidad del enlace. Throughput: tasa real alcanzada. Latencia: demora; RTT mide ida y vuelta. Jitter: variación de demora entre paquetes. Pérdida: proporción de paquetes que no llegan. Más Mbps no eliminan la latencia: una fibra de 50 Mbps y 5 ms puede resultar mejor para conversación que un satélite de 100 Mbps y 600 ms.

Direcciones y puertos

IP: dirección de la casa, permite enrutar entre redes. MAC: identificación dentro del enlace local. Puerto: aplicación o habitación; HTTPS suele usar 443 y DNS 53. Las MAC del siguiente salto cambian al atravesar enlaces Ethernet.

Explora tu red

Windows: ipconfig /all; ping -4 8.8.8.8; ping -6 google.com; tracert -d 8.8.8.8; nslookup www.uce.edu.do; arp -a; netsh interface ipv6 show neighbors. Linux: ip addr; ip route; ip -6 route; ip neigh. macOS: ifconfig; route -n get default; ndp -a. Un sufijo %12 en una link-local identifica la interfaz. Tener solo fe80:: no demuestra ausencia de soporte IPv6: puede faltar un prefijo anunciado o configuración global.

Más velocidad siempre mejora la red

Falso: latencia, jitter, pérdidas y cobertura también importan.

Cambiar el router soluciona todo

Falso: la falla puede estar en cable, DNS, proveedor o equipo.

IPv6 solo afecta al futuro

Falso: ya convive con IPv4 y debe considerarse en seguridad.

WiFi y red son lo mismo

Falso: una red puede ser cableada y WiFi puede funcionar sin Internet.

La IP revela mi casa exacta

Falso: geolocalización aproximada, VPN y redes móviles limitan su precisión.

NAT es un firewall

Falso: traducir direcciones no equivale a aplicar una política de seguridad. Una tabla de traducción puede impedir tráfico entrante no solicitado.

IPv6 solo alarga IPv4

Falso: cambia cabecera, descubrimiento, autoconfiguración y fragmentación.

IPv6 expone todos los equipos

Falso: el firewall controla el acceso; una dirección global no implica permiso de entrada.

Más megas eliminan lag

Falso: no garantizan menor latencia ni jitter.

Sin ping el equipo está apagado

Falso: ICMP Echo puede bloquearse o perderse.

La MAC llega al servidor remoto

Falso: las direcciones de enlace cambian por tramo.

IPv4 agotado dejará de funcionar

Falso: se agotó el inventario libre, no las direcciones existentes.

Incógnito oculta mi IP

Falso: limita datos locales del navegador, no cambia la IP pública.

Internet ejecuta siete capas OSI

Falso: OSI es un modelo de referencia; la pila operativa se describe con TCP/IP.

Protocolo IP

RFC 791 (1981). Capa 3 de OSI / Internet de TCP/IP. Sin conexión y de mejor esfuerzo: no garantiza entrega, orden ni ausencia de duplicados. Los routers eligen el siguiente salto. TCP puede aportar fiabilidad. IPv5 fue un protocolo experimental de flujos, no el sucesor desplegado de IPv4.

Cuatro octetos

32 bits = 4 bytes. Cada octeto contiene 8 bits y vale de 0 a 255. Pesos: 128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1. 192 = 11000000; 168 = 10101000; 10 = 00001010; 25 = 00011001. 192.168.10.25/24 tiene 24 bits de red y 8 de host.

Red, máscara y broadcast

Los unos de la máscara identifican red; los ceros, host. Red: bits de host en cero. Broadcast: todos en uno. Para subredes IPv4 convencionales: hosts = 2^h − 2. /31 punto a punto admite dos direcciones sin broadcast (RFC 3021); /32 identifica una dirección. No apliques la resta a esos casos.

Prefijos frecuentes

/8 → 255.0.0.0; /16 → 255.255.0.0; /20 → 255.255.240.0; /22 → 255.255.252.0; /24 → 255.255.255.0 (254 hosts); /25 → .128 (126); /26 → .192 (62); /27 → .224 (30); /28 → .240 (14); /29 → .248 (6); /30 → .252 (2).

Ejemplo /20

172.16.45.130/20: máscara 255.255.240.0; red 172.16.32.0; broadcast 172.16.47.255; primer host 172.16.32.1; último 172.16.47.254; 4.096 direcciones y 4.094 hosts convencionales.

Clases históricas y CIDR

A: primer octeto 1–126, /8. B: 128–191, /16. C: 192–223, /24. D: 224–239, multicast. E: 240–255, reservado. 127/8 es loopback. CIDR permitió prefijos variables en 1993 (RFC 1518/1519); RFC 4632 actualizó su descripción en 2006. Hoy no deduzcas la máscara real de la clase.

Rangos especiales

Privadas RFC 1918: 10/8, 172.16/12 (172.16 a 172.31), 192.168/16. Loopback: 127/8. Link-local: 169.254/16, a menudo por falta de DHCP. Compartido CGNAT: 100.64/10. Documentación: 192.0.2/24, 198.51.100/24, 203.0.113/24. Multicast: 224/4. Sin especificar: 0.0.0.0. Broadcast limitado: 255.255.255.255. 172.32 no es RFC 1918; eso no basta para demostrar que esté asignada y sea enrutable.

ARP

Resuelve IPv4 a MAC en el enlace local. Si el destino está en otra red, busca la MAC del gateway. Solicitud broadcast FF:FF:FF:FF:FF:FF; respuesta normalmente unicast. Caché: arp -a. No autentica respuestas: ARP spoofing puede colocar un atacante en medio. DAI, segmentación y TLS aportan defensas complementarias.

DHCP: DORA

UDP 67 servidor / 68 cliente. Discover busca servidores; Offer propone; Request solicita; Ack confirma IP, máscara, gateway, DNS y concesión. Windows puede adoptar 169.254.x.x si no obtiene configuración. La dirección link-local por sí sola no prueba una única causa.

NAT y PAT

NAT traduce direcciones. PAT añade traducción de puertos y permite a múltiples equipos compartir una IP externa. Ejemplo: 192.168.1.10:51344 → 198.51.100.7:40001 y 192.168.1.35:49822 → :40002. El router guarda correspondencias para las respuestas. Ahorra IPv4, pero complica conexiones entrantes y rompe transparencia extremo a extremo. No cifra ni reemplaza un firewall.

Línea temporal

1969 ARPANET; 1981 IPv4 (2^32 direcciones); 1993 CIDR; 1996 RFC 1918; 1997 primer estándar IEEE 802.11; 1998 IPv6 RFC 2460; 2011 últimos bloques /8 de IANA; 2014 LACNIC entra en fase de agotamiento; 2017 RFC 8200; 2019 despliegues comerciales amplios de 5G; 19 de agosto de 2020 LACNIC asigna su último bloque del inventario libre. Recuperaciones, reservas específicas y transferencias no significan un nuevo inventario ilimitado.

Cabecera IPv4

Variable: 20–60 bytes. Version 4 bits; IHL 4 (palabras de 32 bits: 5=20 bytes); DSCP 6 y ECN 2; longitud total 16; identificación 16; flags 3; offset 13; TTL 8; protocolo 8; checksum 16; origen y destino 32 cada uno; opciones y relleno variables. Longitud total incluye cabecera y datos.

TTL y protocolo

Cada router reduce TTL; en cero descarta. El checksum verifica solo la cabecera y cambia al cambiar TTL. Protocol: ICMP 1, TCP 6, UDP 17. Valores iniciales de TTL dependen del sistema y su configuración. Origen falsificado: IP spoofing; filtrado BCP 38 ayuda contra reflexión.

Cabecera IPv6

Base fija: 40 bytes, 8 campos. Version 4; Traffic Class 8; Flow Label 20; Payload Length 16; Next Header 8; Hop Limit 8; origen 128; destino 128. Payload Length cuenta lo posterior a la base, incluidas extensiones. No tiene IHL ni checksum de cabecera. Hop Limit sustituye a TTL.

Extensiones encadenadas

Next Header señala lo siguiente: Hop-by-Hop 0; Routing 43; Fragment 44; ESP 50; AH 51; Destination Options 60; TCP 6; UDP 17; ICMPv6 58. Ejemplo: base (44) → Fragment (6) → TCP → datos. Las opciones Hop-by-Hop no obligan a todo router a procesarlas: depende de la configuración y la especificación aplicable.

Fragmentación y MTU

IPv4 puede fragmentar en origen y routers si está permitido. IPv6: solo el origen; un router descarta y avisa ICMPv6 Packet Too Big. PMTUD descubre el límite del camino. MTU mínima IPv6: 1.280 bytes. IPv4 exige capacidad de reenviar 68 bytes y de reensamblar datagramas de 576 bytes. IPsec no es obligatorio en toda implementación IPv6 actual.

Contar sin confundir

Un dígito hex representa 4 bits (nibble); cuatro dígitos forman un hexteto de 16 bits; ocho hextetos suman 128 bits = 16 bytes. 0000 y ffff ocupan los mismos bits. IPv6 tiene cuatro veces más bits, pero 2^96 veces el espacio de IPv4. Un /64 ofrece 2^64 valores de interfaz.

Hexadecimal

0–9 y a–f representan 0–15. Pesos de un nibble: 8,4,2,1. d=13=1101. 0db8 = 0000 1101 1011 1000. IPv4 usa 4 octetos decimales; IPv6 8 hextetos, de 0000 a ffff.

Abreviación RFC 5952

Omite ceros iniciales, nunca finales: 0042 → 42, ff00 sigue ff00. Usa :: una sola vez para la secuencia más larga de al menos dos hextetos cero; empate: primera. Minúsculas recomendadas. 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329 → 2001:db8::ff00:42:8329. Dos :: son inválidos. Comprimir un solo hexteto es válido sintácticamente, pero no canónico.

Expandir

2001:db8::1 tiene tres grupos visibles: faltan cinco de cero. fe80::a00:27ff:fe4e:66a1 tiene cinco visibles: faltan tres. ::1 tiene siete grupos cero; :: representa 128 bits cero. La forma textual corta no reduce el tamaño de la dirección.

Prefijo e interfaz

Ejemplo de sitio /48: tres hextetos de prefijo global, uno de subred, cuatro de interfaz (3–1–4). /48 + 16 bits de subred = /64, permite 65.536 LAN. No todas las asignaciones globales son /48. Un /56 fija 14 dígitos hex y permite 256 /64. Para límites de nibble, prefijo÷4=dígitos de red.

Tipos

GUA 2000::/3 empieza por 2 o 3; documentación 2001:db8::/32 es una excepción no enrutable usada aquí. Link-local fe80::/10, no cruza routers. ULA fc00::/7, normalmente fd. Multicast ff00::/8: ff02::1 nodos, ff02::2 routers; nodo solicitado ff02::1:ffXX:XXXX. Loopback ::1/128; sin especificar ::/128. Anycast usa direcciones unicast compartidas: no tiene prefijo visual especial. No existe broadcast.

Ventajas y límites

Espacio amplio, autoconfiguración, base fija, extensiones y multicast. No exige NAT para el uso habitual: el firewall sigue siendo necesario. Una interfaz puede tener link-local, global estable, temporal y grupos multicast simultáneamente. No confundas espacio disponible con garantía de seguridad o velocidad.

NDP sobre ICMPv6

RS 133 busca routers (ff02::2); RA 134 anuncia prefijos y router; NS 135 consulta vecino o verifica duplicados; NA 136 responde; Redirect 137 señala un mejor siguiente salto. IPv6 no usa ARP. Bloquear todo ICMPv6 rompe descubrimiento y PMTUD.

DAD y seguridad

Antes de usar una dirección, DAD envía NS por esa dirección con origen ::. Una respuesta indica duplicación. RA falsos pueden desviar tráfico: RA Guard y monitoreo ayudan. No ignores IPv6 aunque la red se anuncie como solo IPv4.

SLAAC y DHCPv6

SLAAC usa el prefijo anunciado y un ID generado por el host. Requiere indicador A en la opción de prefijo y, para las LAN habituales, /64. M/O orientan el uso de DHCPv6, no activan por sí solos SLAAC. M=0,O=0 puede usar SLAAC y DNS RDNSS; M=0,O=1 puede añadir información DHCPv6; M=1 indica configuración gestionada. SLAAC y DHCPv6 pueden coexistir. El gateway predeterminado viene del RA, no de DHCPv6.

Android: precisión del apunte

Para el escenario del curso, no dependas de asignación de dirección de host DHCPv6 IA_NA en Android: diseña SLAAC. Esto no significa que Android carezca de cualquier función DHCPv6; la delegación de prefijos y sus versiones son un caso distinto.

EUI-64

MAC 00:1A:2B:3C:4D:5E → dividir 00:1A:2B | 3C:4D:5E → insertar FF:FE → invertir bit U/L del primer byte (XOR 02): 00→02. ID 021a:2bff:fe3c:4d5e; link-local fe80::21a:2bff:fe3c:4d5e. Con AA, el primer byte pasa a A8. El bit es el segundo menos significativo, o séptimo contando desde la izquierda.

Privacidad

EUI-64 derivado de MAC expone un identificador rastreable. Identificadores estables opacos (RFC 7217) y temporales (RFC 8981) evitan esa exposición directa. Los algoritmos concretos dependen del sistema. Cisco permite ipv6 address … eui-64.

Cinco pasos

192.168.10.0/24 en cuatro subredes: prestar 2 bits (2^2=4); nuevo /26; máscara 255.255.255.192; salto 64; 2^6−2=62 hosts. Redes .0,.64,.128,.192; primeros .1,.65,.129,.193; últimos .62,.126,.190,.254; broadcasts .63,.127,.191,.255.

Dos fórmulas

Subredes iguales = 2^bits prestados, sin restar dos. Hosts convencionales IPv4 = 2^bits de host − 2. Para N hosts busca el menor h que alcance: 60 o 62 → h6 → /26; 63 → h7 → /25.

VLSM

Ordena necesidades de mayor a menor y alinea bloques. Desde 172.16.0.0/24: 100 hosts → /25, .0–.127; 50 → /26, .128–.191; 20 → /27, .192–.223; enlace dos hosts → /30, .224–.227. Evita superponer rangos y deja espacio para crecer.

Plan IPv6

LAN con SLAAC: normalmente /64. Enlaces punto a punto pueden usar /127 (RFC 6164), por eso “siempre /64” no es una regla universal. /48→/52:16 bloques; /56:256; /60:4.096; /64:65.536. No restes red y broadcast como en IPv4.

VLAN y hextetos

Ejemplos: 2001:db8:acad:10::/64 para VLAN 10, :20:: para VLAN 20, :30:: para VLAN 30 y :99:: para gestión. Es una convención legible: el texto 10 del hexteto es hexadecimal (16 decimal), no una conversión numérica del identificador VLAN 10. Documenta el criterio.

Tres familias

Doble pila ejecuta IPv4 e IPv6 simultáneamente: exige proteger y administrar ambas. Túnel 6in4 encapsula IPv6 en IPv4, protocolo exterior 41; GRE usa 47. Añade cabeceras y reduce MTU útil. 6to4/Teredo son mecanismos heredados. NAT64/DNS64 comunica cliente IPv6 con servidor IPv4; 464XLAT añade compatibilidad para aplicaciones IPv4.

NAT64 paso a paso

DNS64 sintetiza un AAAA desde el registro A. Con prefijo conocido 64:ff9b::/96 y 192.0.2.33: c0 00 02 21 → c000:0221 → 64:ff9b::c000:221. NAT64 traduce hacia IPv4 y guarda estado. También pueden configurarse otros prefijos: el conocido no es la única posibilidad.

Happy Eyeballs

Si existen A y AAAA, coordina intentos para evitar que un camino lento bloquee la conexión. RFC 8305 recomienda un intervalo de conexión inicial de 250 ms, ajustable; no es esperar necesariamente a que IPv6 falle por completo. El objetivo es rapidez y robustez, no una garantía rígida de orden para todo navegador.

Despliegue

Inventario de equipos/aplicaciones; obtener prefijo; plan /64 por LAN; firewall IPv6, ICMPv6 necesario, RA Guard; extender doble pila con un orden planificado; monitorear ambas familias. Borde→núcleo→servidores→usuarios es el recorrido propuesto en estos apuntes, no una obligación universal.

Comparación esencial

IPv4: 32 bits, decimal, base20–60, checksum, ARP, broadcast, DNS A, TTL, fragmentación en routers permitida. IPv6:128 bits, hexadecimal, base40, sin checksum de cabecera, NDP, sin broadcast, DNS AAAA, Hop Limit, fragmentación solo origen. Ambos: capa3, mejor esfuerzo, prefijos, TCP/UDP y enrutamiento por prefijo más largo.

OSI y TCP/IP

OSI 7 Aplicación,6 Presentación,5 Sesión → Aplicación TCP/IP. OSI4 → Transporte; OSI3 → Internet; OSI2 y1 → Acceso a red. PDU: datos, segmento TCP/datagrama UDP, paquete, trama, bits. OSI es referencia, no una pila que deba aparecer literalmente en cada implementación.

Encapsulación

Al enviar: datos HTTP → cabecera TCP/UDP → cabecera IP → trama Ethernet → señales físicas. Al recibir, se retiran envolturas. TLS puede explicarse en presentación del modelo OSI, pero su implementación pertenece a la pila de aplicación/transporte y no exige una capa independiente.

Ethernet II

Preámbulo7 bytes y SFD1 sincronizan. MAC destino6 y origen6, EtherType2, carga típica46–1.500, FCS4 (CRC). EtherType 0x0800 IPv4;0x86DD IPv6;0x0806 ARP;0x8100 etiqueta VLAN. Fibra transmite luz, cobre señales eléctricas y WiFi radio.

Salto a salto

En PC→R1→ISP→servidor, las MAC cambian por enlace Ethernet y TTL disminuye por router. La IP destino permanece en el ejemplo. NAT puede traducir IP y puerto origen. El puerto destino HTTPS sigue443. Esto describe el caso simple, no garantiza invariancia ante túneles, proxies o NAT de destino.

Abrir una web

URL→DNS A/AAAA→selección de conexión→decisión de red/gateway→ARP o NDP→TCP SYN/SYN-ACK/ACK→TLS→HTTP GET y respuesta. Con HTTP/3: QUIC sobre UDP integra transporte y TLS. DNS puede usar UDP/TCP53 o transportes cifrados DoH/DoT.

Diagnosticar

De abajo arriba: enlace/luz/cable; MAC y VLAN; IP,máscara,gateway y ping al gateway; puerto del servicio; DNS y aplicación. Que un ping no responda no prueba equipo apagado ni servicio web caído.

Entorno del curso

EVE-NG Community 6.0.2-4 es la versión indicada por tus apuntes, no una afirmación sobre la más reciente. Plataforma Linux, acceso por navegador. Imágenes de fabricantes requieren disponibilidad y licencias válidas. VPCS y Bridge permiten empezar sin imágenes externas.

Requisitos propuestos

Host compatible con virtualización; VM:4 núcleos,8GB RAM,50GB SSD como referencia del curso; preferible más RAM/CPU y100GB. EVE ejecuta nodos dentro de una VM: activa virtualización anidada VT-x/EPT o AMD-V/RVI cuando la plataforma la soporte. Consulta compatibilidad oficial para tu equipo.

Crear e instalar

Nueva VM, disco virtual, montar ISO del curso y habilitar virtualización anidada. Bridged permite participar en la LAN física; NAT puede permitir otros accesos según configuración, no es intrínsecamente inválido. Selecciona el tipo de sistema recomendado para el ISO, basado en Ubuntu. El particionado “entire disk” se refiere al disco virtual de esta VM. Instala, configura contraseña, desconecta ISO y reinicia.

Dos accesos distintos

Consola Linux: root y contraseña definida. Web: http://IP-de-VM, admin/eve por defecto; cambia la contraseña. Client Pack va en el host e integra consola/capturas, no dentro de la VM. Verificar: cat /etc/eve-version; df -h; free -h; ip a.

Buenas prácticas

Apagar con shutdown -h now; snapshot tras instalación limpia; nombre Apellido_Practica#_Tema; exportar laboratorio .unl y guardar configuración de nodos. No compartir la VM completa como entrega. Pantalla negra: virtualización; web inaccesible: IP/modo red/firewall; consola: Client Pack; sin imágenes: subir imagen compatible; lentitud: recursos/nodos.

Primer laboratorio

PC1 10.0.0.1/24 y PC2 10.0.0.2/24 conectadas a Bridge SW-Interno. Crear lab, añadir Bridge y dos VPCS, cablear, iniciar, configurar ip 10.0.0.1/24 y ip 10.0.0.2/24; ping ambos sentidos; save. No necesitan gateway para comunicarse dentro de la misma subred. VPCS: show ip, ping, trace, save.

Topología

R1 g0/0 192.168.10.1/24→SW1→PC1 .10.10 y PC2 .10.11; R1 g0/1 192.168.20.1/24→SW2→PC3 .20.10 y PC4 .20.11. Gateways: .10.1 y .20.1. Siete nodos, seis enlaces. Nombres de interfaces dependen de la imagen. Switches de la práctica usan puertos activos y VLAN1; no generalices a cualquier configuración previa.

Router IPv4

enable
configure terminal
hostname R1
interface g0/0
ip address 192.168.10.1 255.255.255.0
no shutdown
exit
interface g0/1
ip address 192.168.20.1 255.255.255.0
no shutdown
end
write memory
show ip interface brief

VPCS

PC1: ip 192.168.10.10/24 192.168.10.1
PC2: ip 192.168.10.11/24 192.168.10.1
PC3: ip 192.168.20.10/24 192.168.20.1
PC4: ip 192.168.20.11/24 192.168.20.1
show ip
save

Verificación

Ping vecino local, gateway y PC de otra subred; probar ambos sentidos. show ip route debe mostrar C para redes conectadas: no hace falta ruta estática entre las dos interfaces del mismo router. trace al PC remoto puede mostrar router y destino (dos respuestas, no dos routers). SW1 aprende hasta tres MAC esperadas tras generar tráfico de sus dos PCs y R1; la tabla puede variar por aprendizaje y caducidad.

Diagnóstico

Administratively down → no shutdown. Local falla → cable/IP/VLAN. Gateway funciona pero remoto falla → revisar IP/gateway de destino y políticas. Un ping exitoso confirma ida y respuesta para ese flujo, pero no garantiza que el destino pueda iniciar cualquier flujo inverso.

Doble pila: dos routers

LAN10:192.168.10/24 y2001:db8:acad:10::/64; LAN20:192.168.20/24 y2001:db8:acad:20::/64. Enlace:10.0.0.0/30 y2001:db8:acad:ff::/64. Activar ipv6 unicast-routing, asignar IPv4/IPv6 en interfaces, no shutdown en ambas y rutas a LAN remota. En R1: ip route 192.168.20.0 255.255.255.0 10.0.0.2; ipv6 route 2001:db8:acad:20::/64 2001:db8:acad:ff::2. En R2, rutas inversas vía10.0.0.1 y2001:db8:acad:ff::1. show ipv6 interface brief; show ipv6 route; show ipv6 neighbors. PCs IPv6 Automatic usan SLAAC y gateway anunciado por RA.