Sistemas Informáticos - Desarrollo de Aplicaciones Multiplataforma/Web
1. Introducción
Se denomina direccionamiento al modo mediante el cual identificamos un equipo concreto. Se diferencia del enrutamiento en que este último se encarga de la obtención de la ruta a la red de destino, mientras que el direccionamiento trata de identificar el equipo una vez que llegamos a la red.
Así, siguiendo la arquitectura TCP/IP, veremos cuatro tipos de direccionamiento, uno por cada nivel de la arquitectura.
Nivel de Enlace
Utiliza direcciones MAC para identificar tarjetas de red
Nivel de Red
Utiliza direcciones IP para identificar equipos en una red
Nivel de Transporte
Utiliza puertos para identificar aplicaciones
Nivel de Aplicación
Utiliza nombres de dominio (DNS)
2. Direccionamiento a Nivel de Enlace (Subred)
En este nivel se trabaja con la dirección MAC. La dirección MAC también es conocida como dirección física y está unívocamente relacionada con la tarjeta de red.
Dirección MAC: Identificador único de 48 bits (6 bytes) asociado a cada tarjeta de red. Cada tarjeta tiene una MAC distinta, por lo que identifica específicamente a esa tarjeta.
Estructura de una dirección MAC
Formato: 6 pares de 2 dígitos hexadecimales
Total: 12 dígitos hexadecimales (0-9, A-F)
Separadores comunes:: o -
Tamaño: 48 bits
Composición de la dirección
Primeros 6 dígitos
Identifican al fabricante de la tarjeta de red
Últimos 6 dígitos
Identifican la tarjeta dentro del fabricante
Ejemplo:0A:9B:46:00:FF:71
0A:9B:46 → Identifica al fabricante de la tarjeta
00:FF:71 → Identificador de la tarjeta dentro de ese fabricante
Nota: Un fabricante puede tener más de un identificador, pero solo cuando haya agotado todas las combinaciones posibles en los últimos 6 dígitos de la dirección MAC.
3. Direccionamiento a Nivel de Red
En este nivel, el elemento importante es la dirección IP. Aunque existe la versión 6 del protocolo IP (IPv6), nos centraremos en la versión 4 (IPv4), todavía de uso mayoritario.
Dirección IPv4: Identificador de 32 bits formado por cuatro números de 8 bits cada uno, separados por puntos. Cada número puede valer entre 0 y 255.
Características de IPv4
Estructura: 4 números de 8 bits (0-255) separados por puntos
Tamaño total: 32 bits
Formato ejemplo: 192.168.8.31
La IPv6 tiene 128 bits y permite el uso de dígitos hexadecimales
Conceptos fundamentales
Dirección de red: Es la primera IP de la red y representa a la red en su conjunto.
Dirección de broadcast: Es la última IP de la red y representa a todos los equipos simultáneamente.
Direcciones útiles: Son las IPs que se pueden asignar a equipos (móviles, ordenadores, tablets, etc.). Se encuentran entre la dirección de red y la de broadcast.
Máscara de red
La máscara de red permite identificar a qué red pertenece una IP. Es una IP especial con:
Unos consecutivos al inicio (identifican la red)
Ceros consecutivos hasta completar 32 bits (identifican el host)
Importante: La máscara NO puede entremezclar unos y ceros. Cuando aparece el primer cero, todos los siguientes deben ser cero.
Prefijo de red
El número de unos de la máscara se denomina prefijo de red y se representa con /n
Ejemplo: Máscara 255.255.255.0 en binario = 11111111.11111111.11111111.00000000
Tiene 24 unos → Prefijo = /24
24 bits de red, 8 bits de host
Operación AND lógica
Para conocer la dirección de red, se aplica la operación AND bit a bit entre la IP y la máscara:
X
Y
AND
0
0
0
0
1
0
1
0
0
1
1
1
Ejemplo práctico completo
IP: 192.168.8.31 Máscara: 255.255.255.0 (/24)
IP en binario: 11000000.10101000.00001000.00011111
Máscara binaria: 11111111.11111111.11111111.00000000
─────────────────────────────────────────────────
AND: 11000000.10101000.00001000.00000000
Dirección de red
192.168.8.0
Dirección de broadcast
192.168.8.255
Rango útil
192.168.8.1 → 192.168.8.254
Cálculo de direcciones
Donde n es el número de bits de host:
Direcciones totales: 2n
Direcciones útiles: 2n - 2
Ejemplo: Con /24 (8 bits de host):
Direcciones totales: 28 = 256
Direcciones útiles: 28 - 2 = 254
4. Subredes
Una subred es la división de una red en distintas partes que puedan existir independientemente unas de otras.
Tipos de subredes
Longitud fija
Todas las subredes tienen el mismo tamaño. Serán las que veamos en la asignatura.
Longitud variable
Se hacen subredes de distinto tamaño según las necesidades.
Proceso de creación de subredes
En subredes de longitud fija, la estructura cambia:
Como los bits de red no se pueden modificar, los bits de subred se toman del host:
Fórmula: Número de bits de subred = log2(subredes necesarias)
Ejemplo: Para crear 5 subredes
Necesitamos 3 bits de subred (23 = 8 combinaciones posibles)
Si usáramos solo 2 bits tendríamos 4 combinaciones, insuficiente
Cálculo del prefijo de subred
El prefijo de subred = bits de red + bits de subred
Ejemplo: 20 bits de red + 3 bits de subred = /23
Máscara: 255.255.254.0
Nota: Una vez creada la subred, se aplica el mismo procedimiento que para calcular la dirección de red, pero usando la máscara de subred en lugar de la máscara de red original.
5. Direccionamiento a Nivel de Transporte
Está relacionado con el concepto de puerto. Un puerto es un número identificativo de una aplicación.
Problema: En una máquina con IP 192.168.8.2 podemos tener varias aplicaciones (servidor web, servidor de correo, etc.). La IP por sí sola no puede identificar cada servicio, por lo que necesitamos puertos.
Rangos de puertos
Puertos reservados: 1 al 1023 (aplicaciones estándar)
Puertos dinámicos/privados: 1024 al 65535
Puertos importantes a conocer
Servicio
Puerto
Descripción
HTTP
80
Acceso a servidores web
HTTPS
443
Versión segura de HTTP
SMTP
25
Envío de correos electrónicos
POP3
110
Recuperación de correos del servidor
Telnet
23
Conexión remota (sin cifrar, inseguro)
SSH
22
Conexión remota segura (cifrada)
FTP
20 y 21
Transferencia de archivos (21=control, 20=datos)
DNS
53
Resolución de nombres
Nota sobre Telnet vs SSH: Ambos permiten conexiones remotas, pero SSH es más seguro porque la información viaja cifrada. Telnet envía los datos en texto plano, lo que lo hace vulnerable.
6. Direccionamiento a Nivel de Aplicación
DNS (Domain Name Service) transforma nombres de dominio en direcciones IP.
Problema que resuelve: Es mucho más fácil recordar nombres como www.google.es que direcciones IP numéricas. DNS actúa como una "agenda telefónica" de Internet.
Funcionamiento
Le pasamos una dirección (ej: www.google.es) al servidor DNS y este devuelve la IP correspondiente, permitiendo la conexión a la máquina deseada.
Asocian el dominio a un ámbito concreto (comercial, organización, educación, gobierno, etc.)
Dominios por países: .es, .it, .fr, .de, .mx...
Asocian el dominio a un país determinado
Analogía: Es como tener la agenda de teléfonos en el móvil. Cuando llamas a alguien, usas su número, pero no tienes que recordarlo; basta con buscarlo por su nombre.
7. Comandos de Cisco Packet Tracer
Packet Tracer es un simulador de redes desarrollado por Cisco que permite configurar dispositivos de red como switches y routers mediante línea de comandos (CLI).
Atajos de teclado útiles
Atajo
Función
?
Muestra todos los comandos disponibles
no + comando
Deshace o invierte la acción del comando
Ctrl+Shift+6
Cancela un comando que se está ejecutando incorrectamente
Ctrl+Z
Vuelve al modo root (privilegiado)
Navegación entre modos
Modo Usuario
Acceso inicial al dispositivo. Solo permite ver información básica.
Modo Root (Privilegiado)
Acceso total. Permite ver configuraciones y acceder a otros modos.
Modo Configuración
Permite modificar la configuración del dispositivo.
> enable → Entra en modo root (desde modo usuario)
> disable → Sale del modo root
> exit → Sale del modo actual
> configure terminal (o conf t) → Entra en modo configuración global
Configuración básica del Switch
Nombrar el dispositivo:
Switch(config)# hostname [nombre]
Contraseña del modo root (cifrada):
Switch(config)# enable secret [contraseña]
Banner de aviso (mensaje de login):
Switch(config)# banner motd # [mensaje] #
El símbolo # marca el inicio y fin del mensaje.
Desactivar búsqueda DNS:
Switch(config)# no ip domain-lookup
Evita que el switch intente resolver comandos mal escritos como nombres de dominio, lo que causaría largas esperas.
Configuración de la línea de consola
Switch(config)# line console 0
Switch(config-line)# password [contraseña]
Switch(config-line)# login
Switch(config-line)# exit
Switch(config)# service password-encryption
Importante: El comando service password-encryption solo se pone una vez. Encripta todas las contraseñas configuradas (tanto las actuales como las futuras).
Verificación y copia de configuración
Comando
Función
show running-config
Muestra la configuración actual en memoria RAM
copy running-config startup-config
Guarda la configuración en la NVRAM (se hace en modo root)
reload
Reinicia el switch (en modo root)
Configurar VLAN en un Switch
Switch# configure terminal
Switch(config)# interface vlan 1
Switch(config-if)# ip address [IP] [máscara]
Switch(config-if)# no shutdown
Switch(config-if)# exit
Switch(config)# exit
Switch# show ip interface brief
Explicación:
interface vlan 1: Activa y entra en la configuración de la VLAN 1 (VLAN por defecto)
ip address: Asigna la IP y máscara a la VLAN
no shutdown: Levanta (activa) la interfaz
show ip interface brief: Verifica que las interfaces están levantadas
Configurar un Router
Router> enable
Router# configure terminal
Router(config)# interface FastEthernet 0/0
Router(config-if)# ip address [IP] [máscara]
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
Router(config)# interface FastEthernet 1/0
Router(config-if)# ip address [IP] [máscara]
Router(config-if)# no shutdown
Router(config-if)# exit
Router(config)# exit
Router# show ip route
Interfaces típicas:FastEthernet 0/0 y FastEthernet 1/0 son las interfaces físicas del router. Es necesario levantarlas con no shutdown.
Configurar SSH (Conexión segura remota)
SSH permite conectarse al switch de forma cifrada y segura, a diferencia de Telnet que transmite en texto plano.
-- Primero configurar la VLAN con IP (ver sección anterior) --
Router# configure terminal
Router(config)# username [usuario] secret [contraseña]
Router(config)# ip domain-name [nombre-dominio]
Router(config)# ip ssh version 2
Router(config)# crypto key generate rsa
Router(config)# line vty 0 1
Router(config-line)# transport input ssh
Router(config-line)# login local
Router(config-line)# exit
Router(config)# exit
Comando
Función
username [user] secret [pass]
Crea un usuario local con contraseña cifrada
ip domain-name [nombre]
Define un nombre de dominio (cualquier nombre válido)
ip ssh version 2
Configura SSH versión 2 (más segura)
crypto key generate rsa
Genera la clave criptográfica para SSH
line vty 0 1
Abre las líneas virtuales 0 y 1 (permite 2 conexiones simultáneas)
transport input ssh
Configura que el transporte sea solo por SSH
login local
Usa los usuarios locales definidos en el dispositivo
Verificar conexión SSH
PC> ssh -l [usuario] [IP-del-switch]
Este comando se ejecuta desde el Command Prompt de un PC conectado a la red.
Gestión de configuración con TFTP
Guardar en TFTP
copy running-config tftp
Después solicita la IP del servidor TFTP. Se ejecuta en modo root.
Restaurar desde TFTP
copy tftp: running-config
Restaura la configuración desde el servidor TFTP. Se ejecuta en modo root.
Restablecer un Switch a estado de fábrica
Router# erase startup-config
Router# reload
Borra la configuración guardada en NVRAM y reinicia el dispositivo.
Resumen rápido de comandos esenciales
Comando
Modo
Descripción
enable
Usuario
Entrar en modo root
configure terminal
Root
Entrar en modo configuración
hostname [nombre]
Config
Cambiar nombre del dispositivo
enable secret [pass]
Config
Contraseña cifrada del root
line console 0
Config
Configurar línea de consola
service password-encryption
Config
Encriptar contraseñas
show running-config
Root
Ver configuración actual
copy running-config startup-config
Root
Guardar configuración
reload
Root
Reiniciar dispositivo
Glosario de Términos
Dirección MAC: Identificador físico único de 48 bits de una tarjeta de red
Dirección IP: Identificador numérico de un equipo en una red (32 bits en IPv4)
Máscara de red: Valor que permite separar la parte de red de la parte de host
Prefijo de red: Número de unos en la máscara, representado como /n
Dirección de red: Primera IP de una red, identifica a la red completa
Broadcast: Última IP de una red, representa a todos los equipos
Direcciones útiles: IPs asignables a equipos (excluye red y broadcast)
Subred: División lógica de una red en partes más pequeñas
Puerto: Número que identifica una aplicación específica (1-65535)
DNS: Servicio que traduce nombres de dominio a direcciones IP
Host: Máquina o dispositivo dentro de una red
Enrutamiento: Proceso de obtener la ruta a la red de destino