Conceptos Básicos de Redes
Las redes de computadoras permiten la comunicación e intercambio de datos entre dispositivos conectados.
Modelo OSI
Es un marco conceptual que estandariza las funciones de una red de telecomunicaciones o sistemas de computación sin depender de su estructura interna o tecnología subyacente.
Está compuesto por siete capas, cada una con funciones específicas:
- Capa Física: Se encarga de la transmisión de bits a través del medio físico (cables, fibra óptica, ondas de radio, etc.).
- Capa de Enlace de Datos: Establece la comunicación entre nodos adyacentes y controla el acceso al medio físico (protocolo Ethernet, direcciones MAC).
- Capa de Red: Determina la ruta y el direccionamiento de los paquetes (ejemplo: protocolo IP).
- Capa de Transporte: Garantiza la entrega confiable y ordenada de los datos (ejemplo: TCP, UDP).
- Capa de Sesión: Administra el establecimiento, mantenimiento y finalización de sesiones entre aplicaciones.
- Capa de Presentación: Se encarga de la traducción, encriptación y compresión de datos para su correcta interpretación.
- Capa de Aplicación: Proporciona servicios directos a las aplicaciones del usuario (ejemplo: HTTP, FTP, SMTP).
Modelo TCP
El modelo TCP/IP es un conjunto de protocolos de comunicación que permite la conexión de dispositivos en redes, incluyendo Internet. A diferencia del modelo OSI, el modelo TCP/IP tiene cuatro capas funcionales:
- Capa de Acceso a la Red: Equivale a las capas Física y de Enlace de Datos del modelo OSI. Maneja la interfaz con el hardware, la transmisión de datos en la red y el acceso al medio físico (ejemplo: Ethernet, Wi-Fi).
- Capa de Internet: Se encarga del direccionamiento y enrutamiento de los paquetes de datos a través de diferentes redes (ejemplo: protocolo IP, ICMP, ARP).
- Capa de Transporte: Proporciona comunicación extremo a extremo entre dispositivos, asegurando fiabilidad y control de flujo según el protocolo utilizado (ejemplo: TCP para transmisión confiable y UDP para transmisión rápida sin garantía de entrega).
- Capa de Aplicación: Es equivalente a las capas de Aplicación, Presentación y Sesión del modelo OSI. Incluye protocolos que permiten la interacción entre aplicaciones de usuario (ejemplo: HTTP, FTP, SMTP, DNS).
Protocolos de comunicación relevantes (HTTP, HTTPS, TCP, UDP)
Los protocolos de comunicación son reglas y estándares que permiten la transmisión de datos entre dispositivos en una red. A continuación, se describen algunos de los más importantes:
HTTP (HyperText Transfer Protocol)
- Protocolo de transferencia de hipertexto utilizado en la web.
- Funciona sobre TCP y sigue un modelo de solicitud-respuesta entre clientes (navegadores) y servidores.
- No es seguro, ya que los datos viajan en texto plano, lo que permite que sean interceptados.
- Utiliza el puerto 80 por defecto.
TCP (Transmission Control Protocol)
- Protocolo de transporte orientado a conexión.
- Garantiza la entrega de los datos en el orden correcto y sin pérdidas.
- Realiza control de flujo, control de congestión y retransmisión en caso de errores.
- Es utilizado por protocolos como HTTP, HTTPS, FTP, SMTP y POP3.
HTTPS (HyperText Transfer Protocol Secure)
- Es la versión segura de HTTP, utilizando cifrado TLS/SSL para proteger los datos.
- Asegura la confidencialidad, integridad y autenticidad de la comunicación.
- Funciona sobre TCP, generalmente en el puerto 443.
- Es esencial para transacciones en línea y la protección de datos sensibles.
UDP (User Datagram Protocol)
- Protocolo de transporte sin conexión, más rápido que TCP pero menos confiable.
- No garantiza la entrega de paquetes ni su orden, lo que lo hace ideal para aplicaciones en tiempo real.
- Se usa en servicios como streaming de video/audio, VoIP, DNS y juegos en línea.
- No implementa control de flujo ni corrección de errores, lo que reduce la sobrecarga.
Direccionamiento IP y subredes
El direccionamiento IP es un sistema de identificación para dispositivos en una red, utilizando direcciones IP que pueden ser IPv4 o IPv6.
Direcciones IPv4
- Formato: 4 octetos (32 bits), representados en decimal (ejemplo: 192.168.1.1).
- Se dividen en clases (A, B, C, D y E) o mediante subredes con máscara de red.
- Existen direcciones privadas y públicas.
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Direcciones IPv6
- Formato: 128 bits, representados en hexadecimal (ejemplo: 2001:0db8:85a3::8a2e:0370:7334).
- Soluciona el problema de escasez de direcciones IPv4.
- Mejora la seguridad e incluye configuración automática.
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Herramientas básicas para pruebas de redes
1. Herramientas de línea de comandos:
- ping: Verifica la conectividad con otro dispositivo en la red.
- tracert / traceroute: Muestra la ruta que siguen los paquetes hasta un destino.
- ipconfig / ifconfig: Muestra la configuración de red del dispositivo.
- nslookup / dig: Consulta servidores DNS para verificar la resolución de nombres.
- netstat: Muestra las conexiones activas y los puertos en uso.
- arp: Verifica y gestiona la tabla ARP.
2. Software de análisis de red
- Wireshark: Captura y analiza paquetes de red.
- Nmap: Escanea puertos y detecta dispositivos en la red.
- iPerf: Mide el ancho de banda y el rendimiento de la red.
3. Herramientas de monitoreo y diagnóstico
- Speedtest: Mide la velocidad de conexión a Internet.
- MTR (My Traceroute): Combinación de ping y traceroute para monitorear la latencia.
- Fing (app móvil y PC): Escanea redes y detecta dispositivos conectados.
4. Dispositivos físicos
- Cable tester: Comprueba la continuidad y calidad de los cables de red.
- Toner y generador de señal: Ayuda a rastrear cables en instalaciones.
- Medidor de señal WiFi: Evalúa la intensidad de la señal en diferentes áreas.