Fundamentos de Redes: Ethernet, Wi-Fi, Seguridad y Modelos de Conectividad

Redes de Área Local (LAN)

Red LAN Ethernet

Capa Física

• Casi la única topología es ESTRELLA.
• Puede usar CSMA/CD si comparte canales (no es lo habitual).
• Pueden usar distintos medios de transmisión cableados.
• Velocidades dependiendo del medio y la tecnología: 10 Mbps a 10.000 Mbps. Hay autonegociación.
• Cableado de par trenzado o fibra óptica.

Red WLAN Wi-Fi

Estándares Wi-Fi

• 802.11b (11 Mbps)
• 802.11g (54-108 Mbps)
• 802.11n (hasta 500 Mbps)
• 802.11ac (hasta 433 Mbps, máximo 7000 Mbps en la banda de 5 GHz)
• 802.11ax Wi-Fi 6 (hasta 600 Mbps, máximo 10 Gbps en 5 GHz)

Wi-Fi 6 es especial para entornos congestionados. Usa tecnología MIMO (aprovecha los rebotes para aumentar velocidad).

Implementa la capa física y de enlace.

Seguridad en Redes Inalámbricas

Capa de Enlace

• Muchos bits de control.
• Seguridad: encriptación WEP, WPA, WPA2, WPA3.

WEP (Wired Equivalent Privacy)

1. Conexión y Autenticación a la Red
   • Clave compartida (Shared Key) con algoritmo RC4.
   • Sistema abierto (Open System), sin clave.
2. Transmisión de Datos
   • Encriptación con la clave, usando el algoritmo RC4.

WPA (Wi-Fi Protected Access)

1. Conexión y Autenticación a la Red
   • Clave compartida con algoritmo PSK (Pre-Shared Key).
   • Clave compartida con algoritmo EAP (con servidor de autenticación RADIUS).
2. Transmisión de Datos
   • Se generan nuevas claves a partir de la original para cada transmisión, usando el algoritmo TKIP (Temporal Key Integrity Protocol).

WPA2 (Wi-Fi Protected Access II)

Versión más potente de WPA:

1. Conexión y Autenticación: PSK o EAP.
2. Transmisión: TKIP o AES (algoritmo de 128 bits, mucho más robusto).

WPA3 (Wi-Fi Protected Access III)

1. Conexión y Autenticación a la Red: PSK con autenticación simultánea o EAP.
2. Transmisión: TKIP (128 bits) o AES (192 bits).

Redes de Área Personal (WPAN) y Metropolitana (WMAN)

Bluetooth IEEE 802.15.1

• Redes WPAN.
• Alcance: 10 metros.
• Frecuencia: 2.4 a 2.48 GHz.

WiMAX IEEE 802.16

• Competencia de las redes de TV/internet por cable.
• Alcance: Decenas de kilómetros.
• Requiere alineación de antenas.

Modos de Operación de Redes Inalámbricas

Modo Ad Hoc (Punto a Punto)

• Las conexiones son punto a punto: los ordenadores se comunican directamente entre sí.
• No se garantiza la llegada de los paquetes de información al no haber un método de acceso al medio centralizado (además de CSMA/CA).

Modo Infraestructura (Punto de Acceso)

• Hay un nodo central (Punto de Acceso) que controla las comunicaciones y al que se conectan todos.
• Más velocidad y más seguridad porque proporciona un método de acceso al medio adicional que es centralizado (además de CSMA/CA).
• Más alcance.
• Posibilidad de conexión a red cableada.
• Posibilidad de Roaming.

Modelos de Referencia de Redes

Modelo OSI (Open Systems Interconnection)

• Física: Características mecánicas y eléctricas.
• Enlace: Método de acceso al medio, control de la transmisión de bits, detección y tratamiento de errores.
• Red: Encaminamiento y control de flujo de cada paso en la red.
• Transporte: Garantiza un enlace fiable entre origen y destino.
• Sesión: Control de sesiones de comunicación: inicio, transcurso, final.
• Presentación: Conversión de los datos a formato común.
• Aplicación: Funciones de usuario y servicios de comunicación.

Modelo TCP/IP

• Capa de Acceso a la Red: Proporciona comunicación entre cada máquina consecutiva en el camino (nivel físico y de enlace). Ejemplos: Ethernet o Wi-Fi.
• Capa de Internet: Busca el camino en cada parte de la ruta. Protocolo: IP.
• Capa de Transporte: Proporciona comunicación entre el ordenador origen y destino. Protocolos: TCP o UDP.
• Capa de Aplicación: Protocolos de aplicación entre origen y destino.