Configuración de Redes TCP/IP

1. Modelos OSI y TCP/IP

Para que dos equipos se comuniquen hay que resolver muchos problemas a la vez: la señal eléctrica, a qué equipo va cada trama, cómo cruzar varias redes, cómo no perder datos y qué significan. Los modelos de capas reparten ese trabajo: cada capa resuelve una parte y ofrece un servicio a la de arriba.

Al enviar, cada capa añade su cabecera a lo que recibe de arriba (encapsulación); al recibir, cada capa quita la suya. OSI es el modelo de referencia para explicar; TCP/IP es el que se usa realmente en Internet.

Puertos habituales

2. Direccionamiento IPv4

Una dirección IPv4 tiene 32 bits, escritos como cuatro números de 0 a 255 (192.168.1.10). La máscara indica qué bits identifican la red y cuáles el equipo (host) dentro de ella. Se escribe como 255.255.255.0 o con el prefijo CIDR /24 (24 bits de red).

• Dirección de red: todos los bits de host a 0. Identifica la red; no se asigna a ningún equipo.
• Difusión (broadcast): todos los bits de host a 1. Un paquete a ella llega a todos los equipos de la red.
• Hosts utilizables: 2^{bits de host} − 2.
• Dos equipos están en la misma red si al aplicar la máscara a sus IP sale la misma dirección de red; si no, necesitan un router (la puerta de enlace).

• 127.0.0.0/8: bucle local (127.0.0.1 = el propio equipo, localhost).
• 169.254.0.0/16: APIPA, la IP que se pone el equipo cuando no encuentra servidor DHCP (señal de problema).
• 0.0.0.0: «cualquier dirección» o ruta por defecto; 255.255.255.255: difusión limitada.
• Las IP privadas no salen a Internet: el router hace NAT y todos los equipos salen con la IP pública del router.

3. Subredes

Dividir una red en subredes separa departamentos, limita la difusión y mejora la seguridad. Se toman bits de la parte de host para la red: cada bit prestado duplica el número de subredes y reduce a la mitad su tamaño.

Método rápido

1. Mira el octeto donde «corta» la máscara y calcula el salto: 256 − valor de la máscara en ese octeto (/26 → 256 − 192 = 64).
2. Las subredes empiezan en múltiplos del salto: .0, .64, .128, .192.
3. Busca en qué bloque cae la IP: esa es la red; la difusión es el número anterior al bloque siguiente.
4. Primer host = red + 1; último host = difusión − 1; hosts = salto (en total, 2^{bits de host}) − 2.

Subredes de distinto tamaño (VLSM)

Con la red 192.168.50.0/24 hay que dar servicio a Desarrollo (100 equipos), Administración (50), Dirección (10) y un enlace entre routers (2). Se asignan de mayor a menor:

4. IPv6

Las direcciones IPv4 se agotaron. IPv6 usa 128 bits, escritos como ocho grupos de cuatro cifras hexadecimales: 2001:0db8:0000:0000:0000:ff00:0042:8329. Se abrevia quitando los ceros a la izquierda de cada grupo y sustituyendo una sola vez una serie de grupos a cero por :: → 2001:db8::ff00:42:8329.

La red suele ser un /64 y el equipo puede configurarse solo (SLAAC) a partir de los anuncios del router, o con DHCPv6. Hoy casi todas las redes funcionan en doble pila: IPv4 e IPv6 a la vez.

5. DHCP, DNS y puerta de enlace

Para navegar, un equipo necesita cuatro datos: IP, máscara, puerta de enlace (el router) y servidores DNS.

DHCP: configuración automática

1. Discover: el cliente pregunta por difusión si hay algún servidor DHCP.
2. Offer: el servidor le ofrece una IP libre de su ámbito.
3. Request: el cliente la solicita.
4. Acknowledge: el servidor confirma y le da la máscara, la puerta de enlace, los DNS y el tiempo de concesión.

Las reservas asignan siempre la misma IP a una MAC (impresoras, servidores). Si no hay respuesta, el equipo se pone una IP 169.254.x.x.

DNS: de nombres a direcciones

El DNS traduce apuntesdam.com a una IP. El equipo pregunta a su servidor DNS, que consulta la jerarquía (raíz → .com → apuntesdam.com) y guarda la respuesta en caché. El fichero hosts (/etc/hosts, C:\Windows\System32\drivers\etc\hosts) tiene prioridad y permite definir nombres a mano.

6. Configurar la red en Windows y Linux

1ipconfig /all                    # configuración completa (MAC, DHCP, DNS)
2ipconfig /release  &  ipconfig /renew   # renovar la concesión DHCP
3ipconfig /flushdns               # vaciar la caché DNS
4
5# IP fija con PowerShell (como administrador)
6Get-NetAdapter
7New-NetIPAddress -InterfaceAlias "Ethernet" -IPAddress 192.168.1.50 -PrefixLength 24 -DefaultGateway 192.168.1.1
8Set-DnsClientServerAddress -InterfaceAlias "Ethernet" -ServerAddresses 1.1.1.1,8.8.8.8
9# Con netsh:
10netsh interface ip set address "Ethernet" static 192.168.1.50 255.255.255.0 192.168.1.1
11# Gráfico: Configuración → Red e Internet → Ethernet → Asignación de IP (o ncpa.cpl)

1ip a                             # interfaces y direcciones (ip addr)
2ip r                             # tabla de rutas (la "default via" es la puerta de enlace)
3resolvectl status                # servidores DNS en uso
4
5# Cambios temporales (se pierden al reiniciar)
6sudo ip addr add 192.168.1.50/24 dev enp0s3
7sudo ip route add default via 192.168.1.1
8
9# Permanente en Ubuntu Server: Netplan (/etc/netplan/01-red.yaml)
10network:
11  version: 2
12  ethernets:
13    enp0s3:
14      dhcp4: false
15      addresses: [192.168.1.50/24]
16      routes:
17        - to: default
18          via: 192.168.1.1
19      nameservers:
20        addresses: [1.1.1.1, 8.8.8.8]
21# sudo netplan try   (se revierte si pierdes la conexión)  →  sudo netplan apply
22
23# Escritorio / Red Hat: NetworkManager
24nmcli con mod "Wired connection 1" ipv4.method manual ipv4.addresses 192.168.1.50/24 ipv4.gateway 192.168.1.1 ipv4.dns 1.1.1.1
25nmcli con up "Wired connection 1"

7. Comprobar la conectividad y resolver incidencias

Método: de abajo arriba

1. Física: ¿cable conectado, LED del puerto, Wi-Fi asociada?
2. Configuración: ipconfig / ip a. ¿IP 169.254.x.x? Falla el DHCP.
3. ping 127.0.0.1 (pila TCP/IP) → ping a la propia IP → ping a la puerta de enlace.
4. ping 8.8.8.8: si responde, hay salida a Internet.
5. ping google.com / nslookup: si la IP funciona pero el nombre no, el problema es el DNS.
6. Servicio: puerto abierto, cortafuegos, aplicación en marcha.

8. Redes inalámbricas

• 2,4 GHz: más alcance y atraviesa mejor las paredes, pero más lenta y saturada. 5 y 6 GHz: más rápidas, menos alcance.
• SSID: nombre de la red. Ocultarlo no aporta seguridad real.
• Seguridad: WEP y WPA están rotos; usar WPA2-AES o, mejor, WPA3. En empresas, WPA2/3-Enterprise con usuario y contraseña (802.1X, RADIUS) en vez de una clave compartida.
• Desactivar WPS, cambiar la contraseña del panel del router y separar la red de invitados.

9. Ejercicios