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  • Clase 3 - Martes 26/8/2025

    • Conceptos básicos de IP

      • IP transporta "paquetes" de una máquina a otras

      • Cada interfaz en Internet tiene una dirección IP única

      • Cada paquete IP tiene una cabecera con la dirección IP del emisor y del receptor

      Comunicación IP en una LAN Ethernet

      Cuando dos hosts están en la misma red:

      1. El host origen necesita conocer la dirección MAC del destino (ejemplo: 65.123.67.42 quiere enviar a 65.123.67.54)

      2. Usa el protocolo ARP (Address Resolution Protocol) con Ethertype 0x0806

      3. Envía una trama de broadcast (ff:ff:ff:ff:ff:ff) preguntando por la MAC

      4. Solo el host con la IP destino responde con su dirección MAC

      5. El origen guarda esta información en su caché ARP para futuras comunicaciones

      Comunicación IP entre redes

      Cuando los hosts están en redes diferentes:

      1. El host origen envía el paquete a su router predeterminado

      2. Para enviarlo al router, primero debe conocer su dirección MAC (usando ARP si no la tiene)

      3. El router reenvía el paquete sin cambiar las direcciones IP origen/destino, pero actualizando TTL y checksum

      4. El proceso se repite hasta llegar al router de la red destino

      5. El último router entrega el paquete al host final (usando ARP si es necesario)

      Formato de la trama ARP

      Copy
      | Dest Addr (6) | Src Addr (6) | 0x0806 | HW type (2) | Protocol (2) | HW len (1) | Proto len (1) | Operation (2) | Sender HW (6) | Sender Proto (4) | Target HW (6) | Target Proto (4) | CRC |

      Ejemplo ARP Request:

      Copy
      ff:ff:ff:ff:ff:ff | MAC_Host1 | 0x0806 | 1 | 0x0800 | 6 | 4 | 1 | MAC_Host1 | IP_Host1 | 00:00:00:00:00:00 | IP_Host2

      Proxy ARP

      • Solución cuando un host tiene una concepción incorrecta del rango de su red

      • El router responde a peticiones ARP en nombre de hosts en otras redes

      • Hace creer al host origen que el destino está en su misma red

      • El router luego reenvía el paquete IP a la red correcta

      Resumen

      • ARP resuelve direcciones IP a MAC en redes Ethernet

      • Los routers no reenvían tramas ARP

      • Proxy ARP permite que routers respondan ARP por otros hosts

      • Esencial para la comunicación tanto en redes locales como entre redes

      Imágenes sugeridas para incluir:

      1. Diagrama de comunicación en LAN (página 2)

      2. Diagrama de comunicación entre redes (página 5)

      3. Formato de trama ARP (página 8)

      4. Ejemplo de Proxy ARP (página 11)

    • Icono Recurso
      Address Resolution Protocol

    • Composición de la Trama de Datos WiFi (IEEE 802.11)

      Las tramas de datos en WiFi (IEEE 802.11) están diseñadas para la comunicación entre estaciones inalámbricas y puntos de acceso. La estructura general de una trama de datos en IEEE 802.11 está compuesta por los siguientes campos:

      1. Formato General de una Trama WiFi

      +--------------------+-------------+-----------+-----------+-----------+--------------------+------------+

      | Preamble | Frame Control | Duration | Addr1 | Addr2 | Addr3 | Seq Ctrl | Addr4 (opcional) | Payload (Datos)  | FCS (Checksum) |

      +--------------------+-------------+-----------+-----------+-----------+--------------------+------------+


      2. Descripción de cada campo

      CampoTamañoDescripción
      Preamble16-18 bytesSincronización con el receptor. Incluye patrones fijos.
      Frame Control2 bytesIndica el tipo de trama (control, gestión o datos) y flags como encriptación.
      Duration/ID2 bytesTiempo que la red debe reservar para esta transmisión.
      Address 1 (Destino)6 bytesDirección MAC del destinatario (puede ser un dispositivo o AP).
      Address 2 (Origen)6 bytesDirección MAC del emisor de la trama.
      Address 3 (BSS ID o retransmisión)6 bytesPuede ser la dirección del punto de acceso (AP) en redes con infraestructura.
      Sequence Control2 bytesNúmero de secuencia para evitar tramas duplicadas.
      Address 4 (Opcional)6 bytesSolo se usa en redes Ad-Hoc o con reenvío de tramas.
      Payload (Datos)VariableDatos transmitidos (pueden ser paquetes IP, ARP, etc.).
      Frame Check Sequence (FCS)4 bytesCódigo de verificación para detectar errores en la transmisión.

      Ejemplo de Comunicación entre Dos Dispositivos en la Misma Red WiFi

      Escenario:

      Supongamos que un laptop (A) quiere enviar un mensaje a un teléfono (B) en la misma red WiFi administrada por un punto de acceso (AP).

      Flujo de Comunicación

      1. Asociación a la Red

        • Ambos dispositivos (A y B) se conectan al AP y reciben direcciones IP mediante DHCP.

        • A y B tienen sus respectivas direcciones MAC y direcciones IP asignadas por el router.

      2. Resolución de Dirección (ARP - Address Resolution Protocol)

        • Si A no conoce la dirección MAC de B, enviará una solicitud ARP broadcast en la red WiFi:

          • "¿Quién tiene la IP 192.168.1.102? Responde a 192.168.1.101".

        • B responde con su dirección MAC, y A almacena esta información en su caché ARP.

      3. Construcción y Envío de la Trama WiFi

        • La laptop (A) encapsula los datos en una trama 802.11.

        • Dirección MAC del AP: Se coloca en Address 3 (si hay infraestructura).

        • Dirección MAC de A: Se coloca en Address 2.

        • Dirección MAC de B: Se coloca en Address 1.

      4. Transmisión y Recepción de la Trama

        • La trama viaja por el aire hasta el AP, que verifica la dirección de destino y la retransmite a B.

        • B recibe la trama, extrae el paquete de datos y responde con una trama de confirmación (ACK) si todo está correcto.

      5. Confirmación y Fin de la Comunicación

        • Si A no recibe el ACK, reenvía la trama.

        • Una vez recibido el ACK, A asume que el mensaje fue recibido correctamente.

      Este flujo es un modelo simplificado, pero en realidad hay muchas más capas de seguridad (como cifrado WPA2/WPA3) y mecanismos de control de acceso al medio (CSMA/CA) que optimizan la transmisión.


    • El número máximo de dispositivos que pueden conectarse simultáneamente a una red WiFi IEEE 802.11 depende de varios factores, incluyendo el estándar WiFi utilizado, las capacidades del punto de acceso (AP), el ancho de banda disponible y la carga de la red.

      1. Límite Teórico de Conexiones Simultáneas

      El estándar IEEE 802.11 no define un número máximo estricto de dispositivos conectados, pero en términos generales:

      Estándar WiFiMáximo Teórico de Clientes por APComentarios
      802.11b (2.4 GHz, 11 Mbps)~30-50Velocidad baja, saturación rápida.
      802.11g (2.4 GHz, 54 Mbps)~50-100Mejora en velocidad, pero congestión en 2.4 GHz.
      802.11n (2.4/5 GHz, hasta 600 Mbps)~100-200Uso de MIMO mejora la capacidad.
      802.11ac (5 GHz, hasta 6.9 Gbps)~200-250MIMO y MU-MIMO mejoran eficiencia.
      802.11ax (WiFi 6, 2.4/5 GHz, hasta 9.6 Gbps)~500-1000+OFDMA y MU-MIMO permiten más dispositivos.

      2. Factores que Afectan el Número Real de Dispositivos Conectados

      Aunque en teoría un AP puede manejar cientos de dispositivos, en la práctica este número es mucho menor debido a:

      🔹 Ancho de Banda Disponible

      • Cada dispositivo consume parte del ancho de banda total.

      • Dispositivos con alto consumo (streaming, videollamadas) reducen la capacidad del AP.

      🔹 Capacidad del Punto de Acceso (AP)

      • Dispositivos de consumo (routers domésticos) suelen soportar entre 20 y 50 dispositivos.

      • AP empresariales pueden gestionar 200 o más conexiones.

      🔹 Contención del Medio y Colisiones

      • En 2.4 GHz, solo hay 3 canales no solapados (1, 6 y 11), lo que aumenta la interferencia.

      • En 5 GHz y 6 GHz, hay más canales disponibles, mejorando la distribución de dispositivos.

      🔹 Protocolos de Manejo de Conexiones

      • WiFi 6 (802.11ax) usa OFDMA y MU-MIMO, optimizando la gestión de múltiples dispositivos.

      • WiFi 5 (802.11ac) solo usa MU-MIMO en downlink, limitando la eficiencia en upstream.

      3. Recomendaciones para Redes con Muchos Dispositivos

      Si necesitas conectar muchos dispositivos a una red WiFi, considera:

      ✅ Usar 5 GHz y WiFi 6 (802.11ax) para minimizar interferencias.
      ✅ Configurar múltiples puntos de acceso con el mismo SSID y roaming optimizado.
      ✅ Habilitar QoS (Quality of Service) para priorizar tráfico crítico.
      ✅ Desactivar dispositivos inactivos o con conexiones innecesarias.

      En conclusión, un AP puede manejar decenas o cientos de dispositivos, pero en redes domésticas es recomendable no superar 30-50 conexiones simultáneas para mantener un buen rendimiento. En entornos empresariales o de alta densidad, se requieren APs especializados para soportar 200 o más dispositivos sin degradación de la señal. 

      La cantidad de dispositivos WiFi conectados a una red LAN inalámbrica (IEEE 802.11) no depende directamente de la máscara de red, a diferencia de lo que sucede en redes Ethernet (IEEE 802.3).

      ✅ Diferencia clave: WiFi vs Ethernet

      CaracterísticaWiFi (802.11)Ethernet (802.3)
      ¿Límite de dispositivos por máscara?❌ No depende de la máscara✅ Sí, depende del tamaño del rango IP
      ¿Límite por hardware?✅ Sí, depende del AP y la tecnología WiFi❌ Generalmente no hay límite por hardware en switches
      ¿Asigna IPs dinámicamente?✅ Normalmente por DHCP desde el router/AP✅ Igual, por DHCP o fija
      ¿Topología física?Inalámbrica (asociación con el AP)Cableada (switches/router)

      📡 WiFi (802.11): ¿Qué limita la cantidad de dispositivos?

      La cantidad de dispositivos WiFi conectados simultáneamente está limitada por:

      • La capacidad del AP (hardware/software).

      • La eficiencia del estándar WiFi (802.11n/ac/ax).

      • El ancho de banda compartido.

      • La interferencia del entorno (especialmente en 2.4 GHz).

      • No por la máscara de subred.

      Es decir, podrías tener una red con máscara /24 (que permite 254 direcciones IP útiles), pero si tu AP solo soporta 50 dispositivos conectados simultáneamente, solo esos 50 podrán usar WiFi, aunque haya direcciones IP libres.

      🔌 Ethernet (802.3): ¿Qué limita la cantidad de dispositivos?

      En una red cableada, el tamaño de la subred (máscara de red) define cuántos dispositivos pueden coexistir en la misma LAN con direcciones IP únicas.
      Por ejemplo:

      • /24 → 254 hosts disponibles.

      • /23 → 510 hosts.

      • /16 → 65,534 hosts.

      🎯 Conclusión

      🔸 En WiFi, el límite real está dado por el AP y la tecnología inalámbrica, no por la máscara de red.
      🔸 En Ethernet, el límite sí está relacionado directamente con la máscara de red y el diseño lógico de la red.