Documentation Index
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Esta página cubre los conceptos fundamentales del curso Redes de Datos 2026-1 de la Universidad de Caldas: los modelos de referencia OSI y TCP/IP, el esquema de direccionamiento IPv4 con notación CIDR, el diseño de subredes con VLSM y la configuración de rutas estáticas en routers Cisco IOS. Estos temas son la base para comprender tecnologías como VLANs, NAT y ACLs que se estudian más adelante en el curso.
Modelo OSI y TCP/IP
Los dos modelos de referencia más importantes en redes son el modelo OSI (Open Systems Interconnection) y la suite TCP/IP. OSI es un marco teórico de 7 capas, mientras que TCP/IP es el modelo práctico que describe cómo funciona Internet hoy en día.
| Capa OSI | N.° | Capa TCP/IP | Protocolos ejemplo |
|---|
| Aplicación | 7 | Aplicación | HTTP, FTP, DNS, SMTP, Telnet |
| Presentación | 6 | Aplicación | TLS/SSL, JPEG, ASCII |
| Sesión | 5 | Aplicación | NetBIOS, RPC |
| Transporte | 4 | Transporte | TCP, UDP |
| Red | 3 | Internet | IP, ICMP, ARP |
| Enlace | 2 | Acceso a red | Ethernet, Wi-Fi (802.11) |
| Física | 1 | Acceso a red | Cable UTP, fibra óptica |
- Capa 3 (Red / Internet): es la capa donde operan los routers y donde se realiza el enrutamiento IP.
- Capa 2 (Enlace / Acceso a red): es la capa donde operan los switches y donde se identifican los dispositivos mediante direcciones MAC.
- Capa 4 (Transporte): TCP garantiza entrega confiable y orientada a conexión; UDP es más liviano y sin conexión.
Direccionamiento IPv4
IPv4 utiliza direcciones de 32 bits, representadas en notación decimal punteada (cuatro octetos separados por puntos), por ejemplo 192.168.1.1.
Clases de direcciones
Históricamente las direcciones se dividían en clases, aunque hoy se usa CIDR:
| Clase | Rango del primer octeto | Uso |
|---|
| A | 1 – 126 | Redes muy grandes |
| B | 128 – 191 | Redes medianas |
| C | 192 – 223 | Redes pequeñas |
| D | 224 – 239 | Multicast |
| E | 240 – 255 | Reservado / experimental |
Direcciones privadas (RFC 1918)
| Rango | Clase | CIDR |
|---|
| 10.0.0.0 – 10.255.255.255 | A | 10.0.0.0/8 |
| 172.16.0.0 – 172.31.255.255 | B | 172.16.0.0/12 |
| 192.168.0.0 – 192.168.255.255 | C | 192.168.0.0/16 |
Notación CIDR y máscara de subred
La notación CIDR (Classless Inter-Domain Routing) expresa la máscara como el número de bits en 1 que tiene la parte de red. Por ejemplo:
| CIDR | Máscara de subred | Hosts utilizables |
|---|
| /8 | 255.0.0.0 | 16 777 214 |
| /16 | 255.255.0.0 | 65 534 |
| /24 | 255.255.255.0 | 254 |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 |
| /27 | 255.255.255.224 | 30 |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 |
Ejemplo: red 192.168.0.0/24
| Campo | Valor |
|---|
| Dirección de red | 192.168.0.0 |
| Máscara | 255.255.255.0 |
| Primer host | 192.168.0.1 |
| Último host | 192.168.0.254 |
| Dirección broadcast | 192.168.0.255 |
| Hosts utilizables | 254 |
Subnetting y VLSM
El subnetting consiste en dividir una red en subredes más pequeñas para aprovechar mejor el espacio de direcciones. VLSM (Variable Length Subnet Masking) permite asignar máscaras de longitud variable a cada subred según el número real de hosts que necesita, evitando el desperdicio de direcciones.
Ejemplo real del router RTY (Práctica 1)
En la Práctica 1 del curso, el router RTY utiliza VLSM sobre el bloque 192.169.4.0/24. Se asignaron dos subredes de distinto tamaño a sus interfaces FastEthernet:
Subred 1 — 192.169.4.0/25 asignada a FastEthernet0/0:
| Campo | Valor |
|---|
| Dirección de red | 192.169.4.0 |
| Máscara | 255.255.255.128 |
| Primer host | 192.169.4.1 |
| Último host | 192.169.4.126 |
| Broadcast | 192.169.4.127 |
| Hosts utilizables | 126 |
192.169.4.128/27 asignada a FastEthernet0/1:
| Campo | Valor |
|---|
| Dirección de red | 192.169.4.128 |
| Máscara | 255.255.255.224 |
| Primer host | 192.169.4.129 |
| Último host | 192.169.4.158 |
| Broadcast | 192.169.4.159 |
| Hosts utilizables | 30 |
RTY(config)# interface FastEthernet0/0
RTY(config-if)# ip address 192.169.4.1 255.255.255.128
RTY(config-if)# no shutdown
RTY(config)# interface FastEthernet0/1
RTY(config-if)# ip address 192.169.4.129 255.255.255.224
RTY(config-if)# no shutdown
show ip route, el router reconoce automáticamente ambas subredes como directamente conectadas (código C):
RTY# show ip route
192.169.4.0/24 is variably subnetted, 2 subnets, 2 masks
C 192.169.4.0/25 is directly connected, FastEthernet0/0
C 192.169.4.128/27 is directly connected, FastEthernet0/1
/25 y /27) dentro del mismo bloque 192.169.4.0/24.
Enrutamiento Estático
El enrutamiento estático permite configurar manualmente las rutas que un router debe usar para alcanzar redes remotas. No requiere protocolos de enrutamiento dinámico y es ideal para topologías simples o pequeñas.
Sintaxis del comando ip route
Router(config)# ip route [red_destino] [máscara] [next-hop | interfaz_salida]
red_destino: dirección de la red remota que se desea alcanzar.máscara: máscara de subred de la red destino.next-hop: dirección IP del siguiente router (gateway).interfaz_salida: interfaz local por donde se enviará el tráfico (alternativa al next-hop).
Ejemplo real del router RTY (Práctica 1)
Durante la práctica, el router RTY necesitaba alcanzar redes remotas a través de la interfaz serial. Se configuraron las siguientes rutas estáticas apuntando al next-hop 10.0.0.1:
RTY(config)# ip route 192.169.1.128 255.255.255.192 10.0.0.1
RTY(config)# ip route 192.169.1.224 255.255.255.240 10.0.0.1
RTY# show running-config | include ip route
ip route 192.169.1.128 255.255.255.192 10.0.0.1
ip route 192.169.1.224 255.255.255.240 10.0.0.1
no:
RTY(config)# no ip route 10.0.0.0 255.255.255.254 10.0.0.1
Usa el comando show ip route desde el modo EXEC privilegiado para verificar la tabla de enrutamiento completa. Las rutas directamente conectadas aparecen con la letra C, las estáticas con S y las aprendidas por protocolos dinámicos con R (RIP), D (EIGRP), O (OSPF), entre otras.
Topologías de Red
La topología define cómo están organizados físicamente y lógicamente los dispositivos en una red:
- Estrella: todos los dispositivos se conectan a un nodo central (switch o hub). Es la más común en redes LAN modernas. Si el nodo central falla, toda la red se ve afectada.
- Bus: todos los dispositivos comparten un único medio de transmisión. Simple pero vulnerable: un fallo en el cable afecta a toda la red. Poco usada actualmente.
- Malla: cada dispositivo tiene conexión directa con todos o varios de los demás. Ofrece alta redundancia y tolerancia a fallos; se usa en redes WAN y de núcleo (core).
En el laboratorio del curso se trabaja principalmente con topologías en estrella usando switches Cisco y routers conectados en serie para simular enlaces WAN.