El modelo de referencia OSI (ISO/IEC 7498-1:1994) estructura la comunicación en 7 capas, ordenadas de la 1 a la 7: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación. El modelo TCP/IP (RFC 1122), arquitectura real de Internet, organiza los protocolos en 4 capas: enlace, internet, transporte y aplicación. El encapsulamiento consiste en que cada capa agrega su propio encabezado a la unidad de datos recibida de la capa superior y la entrega a la capa inferior; en el destino se realiza el proceso inverso (desencapsulamiento).
El direccionamiento IPv4 (RFC 791) usa direcciones fijas de 32 bits (cuatro octetos en notación decimal con puntos); IPv6 (RFC 4291) emplea 128 bits. En el direccionamiento con clases, las máscaras por defecto son A = 255.0.0.0 (/8), B = 255.255.0.0 (/16) y C = 255.255.255.0 (/24). Algunos bloques están reservados:
Para calcular subredes, los hosts utilizables = 2^(32 - prefijo) - 2 (se restan la dirección de red, con todos los bits de host en 0, y la de difusión/broadcast, con todos en 1). Al pedir prestados n bits de la porción de host se obtienen 2^n subredes. Ejemplos: /24 tiene 256 direcciones totales y 254 hosts utilizables; /26 corresponde a la máscara 255.255.255.192 (último octeto 11000000), con 64 direcciones y 62 hosts. VLSM aplica prefijos de longitud variable para ajustar cada subred a su número real de hosts.
En la capa de transporte, TCP es orientado a conexión y confiable, mientras que UDP es no orientado a conexión ni confiable; ambos usan puertos de 16 bits (rango 0-65535; bien conocidos 0-1023). En la capa de enlace, la dirección MAC (EUI-48) mide 48 bits. La conmutación opera en la capa de enlace (reenvío por dirección MAC) y el ruteo en la capa de red (reenvío entre redes por dirección IP). Las topologías describen la disposición de los nodos: estrella, bus, anillo y malla.
1. ¿Cuántas capas integra el modelo de referencia OSI definido por la norma ISO/IEC 7498-1?
El modelo OSI (ISO/IEC 7498-1:1994) define exactamente siete capas: física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación. Cuatro capas corresponden al modelo TCP/IP, no al OSI. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico OSI)
2. ¿Cuál capa del modelo OSI es responsable de la transmisión de bits sin procesar a través del medio físico de comunicación, como cables de cobre, fibra óptica u ondas de radio?
La capa física (capa 1) transmite bits en bruto sobre el medio físico; la capa de enlace de datos, en cambio, organiza esos bits en tramas y controla el acceso al medio. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico OSI)
3. ¿Cuál capa del modelo OSI es responsable del direccionamiento lógico y del enrutamiento de paquetes entre redes distintas?
La capa de red (capa 3) maneja el direccionamiento lógico y el enrutamiento entre redes; la capa de enlace de datos solo direcciona dentro del mismo segmento físico mediante direcciones MAC. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico OSI)
4. ¿Cuál capa del modelo OSI administra el establecimiento, la sincronización y la terminación del diálogo entre dos aplicaciones que se comunican?
La capa de sesión (capa 5) controla el establecimiento, mantenimiento y cierre de las sesiones de comunicación entre aplicaciones; la capa de transporte se ocupa de la entrega confiable de segmentos. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico OSI)
5. ¿Cuál capa del modelo OSI se encarga de la conversión de formato, la compresión y el cifrado de los datos para que resulten legibles entre sistemas con representaciones distintas?
La capa de presentación (capa 6) traduce, comprime y cifra los datos entre la sintaxis de la aplicación y la de la red; la capa de aplicación provee los servicios directamente al usuario final. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico OSI)
6. ¿Cuántas capas conforman el modelo TCP/IP descrito en el RFC 1122 (Requirements for Internet Hosts)?
El RFC 1122 organiza la arquitectura de Internet en cuatro capas: enlace, internet, transporte y aplicación. Siete capas corresponden al modelo OSI, no al TCP/IP. (RFC 1122, sección 1.1.3 (IETF, 1989))
7. En el modelo TCP/IP, ¿qué capa agrupa las funciones que en el modelo OSI se reparten entre las capas de sesión, presentación y aplicación?
La capa de aplicación del modelo TCP/IP concentra las funciones que el modelo OSI divide en sus capas 5, 6 y 7 (sesión, presentación y aplicación). (RFC 1122, sección 1.1.3 (IETF, 1989))
8. La capa de enlace (link) del modelo TCP/IP, según el RFC 1122, agrupa las funciones equivalentes a cuáles dos capas del modelo OSI?
La capa de enlace del modelo TCP/IP corresponde en conjunto a las capas física y de enlace de datos del modelo OSI, ya que TCP/IP no las distingue por separado. (RFC 1122, sección 1.1.3 (IETF, 1989))
9. Un analista de redes captura el tráfico de un segmento de red local (LAN) y observa que cada trama contiene direcciones de control de acceso al medio (MAC) de origen y destino. ¿En qué capa del modelo OSI se agregan estas direcciones durante el encapsulamiento de datos?
La capa de enlace de datos (capa 2) construye la trama y añade las direcciones MAC de origen y destino; la capa de red agrega, en cambio, las direcciones IP. (ISO/IEC 7498-1:1994; IEEE Std 802-2014 (formato EUI-48))
10. ¿Cuál de las siguientes capas NO forma parte del modelo de referencia OSI de siete capas?
«Capa de internet» corresponde al modelo TCP/IP (RFC 1122), no al modelo OSI; las capas de sesión, presentación y enlace de datos sí pertenecen al modelo OSI. (ISO/IEC 7498-1:1994; RFC 1122, sección 1.1.3)
11. Un administrador de red detecta que dos equipos ubicados en subredes IP diferentes no logran intercambiar paquetes, aunque el cableado, las tarjetas de red y los protocolos de aplicación funcionan correctamente en cada segmento local. Siguiendo el modelo TCP/IP, ¿en qué capa debe concentrarse la revisión del problema?
El enrutamiento de paquetes entre redes IP distintas es función de la capa de internet en el modelo TCP/IP (equivalente a la capa de red en OSI); con el enlace físico y la aplicación operando bien, la falla apunta a enrutamiento o direccionamiento IP. (RFC 1122, sección 1.1.3 (IETF, 1989))
12. ¿Cuál es la longitud fija, en bits, de una dirección IPv4 expresada habitualmente en notación decimal con puntos?
Una dirección IPv4 tiene una longitud fija de 32 bits, agrupados en cuatro octetos separados por puntos; 48 bits corresponden a una MAC y 128 bits a IPv6. (RFC 791, sección 2.3 (IETF, 1981))
13. ¿Cuál es la longitud fija, en bits, de una dirección IPv6?
El RFC 4291 define la dirección IPv6 con una longitud fija de 128 bits, en contraste con los 32 bits de una dirección IPv4. (RFC 4291, sección 2 (IETF, 2006))
14. ¿Cuál de los siguientes bloques de direcciones IPv4 está reservado por el RFC 1918 para su uso en redes privadas y no es enrutable en la Internet pública?
El RFC 1918 reserva tres bloques para redes privadas: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16; el bloque 169.254.0.0/16 es para enlace local (APIPA) y 127.0.0.0/8 es para loopback. (RFC 1918, sección 3 (IETF, 1996))
15. En el direccionamiento con clases (classful), ¿cuál es la máscara de subred por defecto de una red de Clase B?
La Clase B utiliza por defecto la máscara 255.255.0.0 (/16); la Clase A usa 255.0.0.0 (/8) y la Clase C usa 255.255.255.0 (/24). (RFC 791, sección 2.3 (IETF, 1981))
16. ¿Cuántas direcciones de host utilizables, asignables a equipos, tiene una subred con prefijo /24 (máscara 255.255.255.0)?
Una subred /24 tiene 2^8 = 256 direcciones totales; al restar la dirección de red y la de difusión (broadcast) quedan 254 utilizables. Responder 256 es un error común por omitir esa resta. (RFC 950; RFC 1878 (cálculo 2^(32-24)-2))
17. Una subred tiene el prefijo /26 (máscara 255.255.255.192). ¿Cuántas direcciones de host utilizables admite esa subred?
Con /26, el número de direcciones totales es 2^(32-26) = 64; al restar la dirección de red y la de difusión quedan 62 utilizables. Responder 64 es un error típico por no restar esas dos direcciones. (RFC 1878, Variable Length Subnet Table (IETF, 1995))
18. Un administrador de red toma prestados 3 bits de la porción de host de una red para crear subredes adicionales. ¿Cuántas subredes puede crear utilizando esos 3 bits?
El número de subredes posibles al pedir prestados n bits es 2^n; con n=3 resulta 2^3=8 subredes. Confundir esta operación con n×2 (obteniendo 6) es un error frecuente. (RFC 950, sección 2.1 (IETF, 1985))
19. Dentro de una subred IPv4, ¿cómo se identifica la dirección de difusión (broadcast) de esa subred?
La dirección de difusión (broadcast) de una subred es aquella en la que todos los bits de la porción de host están en 1; cuando todos están en 0 se obtiene la dirección de red. (RFC 919; RFC 950, sección 2.1 (IETF, 1984-1985))
20. Un desarrollador prueba de manera local un servidor web utilizando la dirección 127.0.0.1 en su misma computadora. ¿A qué bloque de direcciones IPv4 pertenece esta dirección de prueba?
El RFC 1122 reserva el bloque 127.0.0.0/8 para direccionamiento de bucle local (loopback); 127.0.0.1 identifica al propio host, a diferencia de 169.254.0.0/16, reservado para enlace local (APIPA). (RFC 1122, sección 3.2.1.3 (IETF, 1989))
21. Una computadora configurada para obtener su dirección IP automáticamente no logra contactar al servidor DHCP de la red y se autoasigna la dirección 169.254.45.10. ¿Qué mecanismo de direccionamiento explica esta asignación automática?
El RFC 3927 define el bloque 169.254.0.0/16 para direccionamiento de enlace local (APIPA), que un equipo se autoasigna cuando no puede contactar a un servidor DHCP. (RFC 3927, sección 2.1 (IETF, 2005))
22. Una organización necesita dividir la red 192.168.10.0/24 en subredes que admitan cada una al menos 30 hosts utilizables, procurando desperdiciar la menor cantidad posible de direcciones. ¿Qué prefijo debe utilizar?
Con /27 se obtienen 2^(32-27)-2 = 30 hosts utilizables por subred, el prefijo más ajustado que cumple el requisito; /28 solo permite 14 hosts (insuficiente), mientras que /25 y /26 otorgan más hosts de los necesarios y desperdician direcciones. (RFC 950; RFC 1878 (cálculo 2^(32-prefijo)-2))
23. Una empresa desea instalar una red en la que todos los equipos se conecten a un conmutador (switch) central, de manera que la falla de un solo cable afecte únicamente a ese dispositivo y no al resto de la red. ¿Qué topología de red describe esta configuración?
En la topología en estrella todos los nodos se conectan a un dispositivo central (switch o hub), por lo que la falla de un enlace individual no afecta al resto; en el bus, una falla en el cable troncal puede afectar a todos los equipos. (ANSI/TIA-568; Tanenbaum, Redes de Computadoras (topologías de red))
24. En una topología de red en anillo, ¿cómo se conectan los dispositivos y cómo viaja la información entre ellos?
En la topología en anillo cada dispositivo se conecta con exactamente otros dos, formando un círculo por el que los datos circulan en secuencia hasta su destino; a diferencia de la estrella, no existe un nodo central que reenvíe los mensajes. (Tanenbaum, Redes de Computadoras (topologías de red))
25. Un centro de datos crítico requiere que, ante la falla de cualquier enlace individual, exista una ruta alterna directa entre cualesquiera dos servidores. ¿Qué topología de red, al conectar cada dispositivo directamente con todos los demás, satisface mejor ese requisito?
La topología en malla completa conecta cada dispositivo directamente con todos los demás, ofreciendo el mayor nivel de redundancia ante fallas de enlaces individuales, a costa de un mayor número de conexiones físicas. (Tanenbaum, Redes de Computadoras (topologías de red))
26. Una topología de red en árbol se describe como una estructura jerárquica en la que varias topologías en estrella se interconectan a través de sus nodos centrales, formando distintos niveles. ¿Qué característica distingue a esta topología de una topología en estrella simple?
La topología en árbol extiende la estrella agregando múltiples niveles jerárquicos de nodos centrales interconectados entre sí, a diferencia de la estrella simple, que cuenta con un único nivel y un solo nodo central. (Tanenbaum, Redes de Computadoras (topologías de red; jerarquía de estrellas))
27. ¿Cuántas capas define el modelo de referencia OSI (Interconexión de Sistemas Abiertos) para estructurar un sistema de comunicación?
El estándar ISO/IEC 7498-1 define exactamente 7 capas (física, enlace de datos, red, transporte, sesión, presentación y aplicación); las 4 capas corresponden en cambio al modelo TCP/IP. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico para la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI))
28. ¿Cuál es el orden correcto, de la capa 1 a la capa 4, de las primeras cuatro capas del modelo de referencia OSI?
El modelo OSI ordena sus capas como física (1), enlace de datos (2), red (3) y transporte (4); invertir red y enlace de datos, o red y transporte, es un error común de memorización. (ISO/IEC 7498-1:1994, Modelo de Referencia Básico para la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI))
29. El modelo TCP/IP, utilizado como arquitectura de Internet, organiza sus protocolos en un total de:
El modelo TCP/IP agrupa los protocolos en 4 capas (enlace, internet, transporte y aplicación); las 7 capas corresponden al modelo OSI, no al TCP/IP. (RFC 1122, Requirements for Internet Hosts - Communication Layers (IETF, 1989), sección 1.1.3)
30. ¿Cuál capa del modelo TCP/IP agrupa las funciones que en el modelo OSI se reparten entre las capas de sesión, presentación y aplicación?
La capa de aplicación del modelo TCP/IP condensa las funciones de las tres capas superiores del modelo OSI, ya que el modelo TCP/IP no las separa en capas independientes. (RFC 1122, Requirements for Internet Hosts (IETF, 1989); comparación de capas con ISO/IEC 7498-1)
31. ¿Cuál de las siguientes afirmaciones describe correctamente la diferencia de comportamiento entre los protocolos de transporte TCP y UDP?
TCP establece conexión y garantiza la entrega confiable de los datos, mientras que UDP no establece conexión ni garantiza confiabilidad; los distractores invierten o mezclan estas propiedades. (RFC 9293, Transmission Control Protocol (IETF, 2022); RFC 768, User Datagram Protocol (IETF, 1980))
32. Un administrador debe configurar un servicio que utilice un número de puerto perteneciente al rango de puertos 'bien conocidos' (well-known) definido para TCP y UDP. ¿En qué intervalo de números de puerto debe elegir dicho valor?
Los puertos bien conocidos abarcan del 0 al 1023; el rango 1024-49151 corresponde a los puertos registrados y 49152-65535 a los dinámicos o privados. (RFC 6335, Service Name and Transport Protocol Port Number Registry (IANA/IETF, 2011), sección 6)
33. ¿Cuál es la longitud, en bits, de los números de puerto utilizados por los protocolos de transporte TCP y UDP?
Los números de puerto de TCP y UDP ocupan 16 bits, con un rango de 0 a 65535; 32 bits corresponde, por ejemplo, a la longitud de una dirección IPv4, no de un puerto. (RFC 6335, Service Name and Transport Protocol Port Number Registry (IANA/IETF, 2011), sección 6)
34. ¿Cuántos bits conforman una dirección MAC estándar en formato EUI-48, utilizada para identificar una interfaz en la capa de enlace de datos?
El formato EUI-48 utilizado por las direcciones MAC tiene una longitud fija de 48 bits; 128 bits corresponde en cambio a una dirección IPv6. (IEEE Std 802-2014, Overview and Architecture; IEEE Registration Authority (formato EUI-48))
35. Un desarrollador necesita probar localmente un servicio de red desde la misma computadora donde se ejecuta, sin usar la tarjeta de red física. ¿Qué dirección IPv4 debe utilizar conforme al bloque reservado para este propósito?
El bloque 127.0.0.0/8 está reservado como dirección de bucle local (loopback), y 127.0.0.1 identifica al propio host; 169.254.0.1 es una dirección de enlace local (APIPA), no de loopback. (RFC 1122, Requirements for Internet Hosts (IETF, 1989), sección 3.2.1.3)