Redes: modelos OSI/TCP-IP, IP y direccionamiento

1.1 Qué es una red y cómo se clasifica

Red de computadoras: conjunto de equipos autónomos interconectados que intercambian datos mediante reglas comunes (protocolos). Los elementos mínimos: emisor, receptor, mensaje, medio de transmisión y protocolo.

Clasificación por alcance:

Tipo	Alcance	Ejemplo	Tecnologías típicas
PAN	Personal (1–10 m)	Auriculares, wearables	Bluetooth, NFC
LAN	Local (edificio/campus)	Oficina, plató	Ethernet, WiFi
MAN	Metropolitana (ciudad)	Sedes de una ciudad	Fibra metro, WiMAX
WAN	Amplia (países/continentes)	Internet, red corporativa nacional	MPLS, líneas dedicadas, VPN
WLAN	LAN inalámbrica	WiFi corporativa	IEEE 802.11
SAN	Red de almacenamiento	Cabinas de discos	Fibre Channel, iSCSI

Otra clasificación útil para test: por titularidad (pública/privada), por relación funcional (cliente-servidor vs peer-to-peer) y por modo de transmisión (unicast, multicast, broadcast, anycast).

1.2 Topologías

• Bus: un único medio compartido; barata, pero un corte tumba la red y colisionan las estaciones. Histórica (10BASE2).
• Anillo: cada nodo conecta con el siguiente; usada por Token Ring y en anillos de fibra metropolitanos (con doble anillo para tolerancia a fallos).
• Estrella: todos los nodos a un equipo central (switch). Es la topología física estándar de las LAN actuales; el fallo de un cable afecta solo a su nodo, el fallo del centro a todo.
• Árbol/jerárquica: estrellas encadenadas (acceso → distribución → núcleo). Es como se estructuran las redes corporativas.
• Malla (mesh): nodos interconectados entre sí. Malla completa (full mesh) de n nodos: n·(n−1)/2 enlaces — máxima redundancia, coste máximo. Malla parcial: solo los nodos críticos se enlazan entre sí.

💡 Ejemplo (estilo práctico real): 6 nodos en full mesh = 6·5/2 = 15 enlaces. Si además cuelgan de ellos 24 estaciones repartidas (4 por nodo), añade 24 enlaces de acceso: 39 en total. Este tipo de cuenta ha caído tal cual en el práctico.

1.3 Medios de transmisión

Guiados (cable):

Medio	Alcance típico	Velocidad	Notas de examen
Par trenzado UTP Cat 5e	100 m	1 Gbps	Sin apantallar; el más común
UTP/STP/FTP Cat 6	100 m (55 m a 10G)	1–10 Gbps	Cat 6A llega a 10 Gbps a 100 m
Coaxial	185–500 m	histórico	10BASE2/10BASE5; hoy TV/antena
Fibra multimodo (OM3/OM4)	~300–550 m	10–100 Gbps	LED/VCSEL; núcleo 50/62,5 µm; corta distancia
Fibra monomodo (OS2)	decenas de km	10–400 Gbps	Láser; núcleo ~9 µm; la respuesta para unir edificios lejanos

• 1000BASE-T (Gigabit sobre cobre): usa los 4 pares simultáneamente en ambos sentidos (transmisión y recepción a la vez por par, con cancelación de eco). 100BASE-TX solo usaba 2 pares (uno TX, uno RX).
• Regla de oro del cableado estructurado: 90 m de enlace permanente + 10 m de latiguillos.

No guiados (inalámbricos): radio (WiFi, 4G/5G), microondas, infrarrojos, láser/FSO.

WiFi	Banda	Velocidad máx. teórica	Nota
802.11b	2,4 GHz	11 Mbps	Antiguo; banda saturada, interferencias (microondas, Bluetooth)
802.11g	2,4 GHz	54 Mbps
802.11n (WiFi 4)	2,4 y 5 GHz	600 Mbps	MIMO
802.11ac (WiFi 5)	5 GHz	~6,9 Gbps	MU-MIMO
802.11ax (WiFi 6/6E)	2,4/5/6 GHz	~9,6 Gbps	OFDMA

⚠ Cae en examen. En el práctico real: instalar un AP 802.11b en un plató implica avisar de lentitud, interferencias y banda 2,4 GHz. Asocia cada letra de 802.11 a su banda y velocidad.

1.4 Dominios de colisión y de difusión

• Dominio de colisión: segmento donde dos tramas pueden chocar. Un hub (capa 1) repite todo por todos los puertos → un único dominio de colisión. Un switch (capa 2) conmuta por puerto → cada puerto es su propio dominio de colisión; con full dúplex, las colisiones desaparecen en la práctica (CSMA/CD queda obsoleto).
• Dominio de difusión (broadcast): hasta dónde llega una trama de difusión (FF:FF:FF:FF:FF:FF). Lo delimitan los routers y las VLAN. Un switch NO separa difusión (salvo VLANs).
• Consecuencia directa (pregunta real): dos PCs en puertos de acceso de la misma VLAN → mismo dominio de difusión, distinto dominio de colisión.

Errores frecuentes: confundir hub con switch; creer que la VLAN separa colisiones (separa difusión); creer que el router no separa nada (separa ambos).