Fundamentos de redes · LPIC-1

109.1 Fundamentos de los protocolos de Internet

TCP/IP es una pila de protocolos que permite la comunicación entre dispositivos mediante protocolos como IP, TCP, UDP, DNS y SMTP.

IPv4 es el protocolo de direccionamiento lógico que asigna direcciones únicas (32 bits) para enviar paquetes entre hosts.

Estructura: 32 bits divididos en 4 octetos (ej. 192.168.10.20). En binario: 11000000.10101000.00001010.00010100.
Clases de direcciones:
- Clase A: 1-126 (Redes grandes).
- Clase B: 128-191 (Redes medianas).
- Clase C: 192-223 (Redes pequeñas).
Máscara de red: Define qué parte es red y qué parte es host (ej. 255.255.0.0 /24).
Reservados (privados): No enrutables en internet.
- 10.0.0.0/8: Redes grandes (10.0.0.0 a 10.255.255.255).
- 172.16.0.0/12: Redes medianas (172.16.0.0 a 172.31.255.255).
- 192.168.0.0/16: Redes pequeñas (192.168.0.0 a 192.168.255.255).

Protocolos de transporte y red para la comunicación.

Puertos: 16 bits (1-65535).
- 1-1023: Puertos privilegiados (ej. 80 HTTP, 53 DNS, 443 HTTPS).
- 1024-65535: Puertos no privilegiados.
TCP: Orientado a conexión, garantiza entrega ordenada y retransmisión. Lento pero fiable (ideal para correo).
UDP: Sin conexión, rápido, sin control de errores (ideal para streaming).
ICMP: Analiza y controla la red. ping usa esto para verificar conectividad (Echo Request/Reply).

IPv6 usa direcciones de 128 bits.

Formato: 8 grupos de 16 bits en hexadecimal (ej. 2001:db8:3241::1).
Tipos: Unicast (una interfaz), Multicast (grupo), Anycast (grupo).
Diferencias:
- Puertos: IPv6 usa corchetes [] (ej. [2001:0db8::1]:443).
- No admite broadcast, usa multicast en su lugar.
- Hop Limit: Reemplaza al TTL de IPv4.

Las configuraciones de red se guardan en archivos en /etc para aplicar al arrancar.

Las interfaces (ej. enp3s5 para Ethernet o wlo1 para Wi-Fi) conectan el sistema a la red. ip link show las lista.

Los nombres modernos (Predictable Network Interface Names) se basan en su ubicación física (bus, slot).

ifup / ifdown: Activa/desactiva interfaces según /etc/network/interfaces.
- Ejemplo estático: iface enp3s5 inet static, address 192.168.1.2/24.
Comandos:
- Ver: ip link set dev enp0s8 up.
- Asignar IP: ip addr add 192.168.5.5/24 dev enp0s8.

Nombre host: /etc/hostname define el nombre estático. Cambio permanente: hostnamectl set-hostname nuevo-nombre.
Mapeo local: /etc/hosts (ej. 127.0.0.1 localhost).
Resolución: /etc/nsswitch.conf define el orden (ej. hosts: files dns).
DNS: /etc/resolv.conf define nameserver 8.8.8.8 y search lpi.org.

nmcli: Gestiona conexiones (ej. nmcli connection show).
nmtui: Interfaz curses para ajustes interactivos.
systemd-networkd: Usa archivos .network en /etc/systemd/network (ej. Address=192.168.0.100/24).

El diagnóstico se realiza con estas herramientas clave:

ping / ping6: Prueba conectividad ICMP. ping 8.8.8.8.
traceroute / traceroute6: Rastrea la ruta mostrando saltos (routers).
netcat: Prueba puertos. nc -zv 192.168.1.1 80 (si muestra "open", el puerto está abierto).

Monitorea conexiones activas y puertos.

netstat -t: Conexiones TCP (ej. ESTAB 0 0 192.168.1.100:22).
netstat -l: Puertos en escucha.
netstat -p: Muestra el proceso (ej. 1234/sshd).
ss: Alternativa moderna. Usa ss -tulnp para ver todo: TCP/UDP, escuchando, numéricos y programas (ej. nginx en puerto 80).

La resolución de nombres convierte "google.com" en una IP.

El proceso sigue el orden definido en /etc/nsswitch.conf (ej. hosts: files dns).

/etc/hosts: Mapeo estático. Ej: 127.0.0.1 localhost o 192.168.1.10 foo.mydomain.org.
/etc/resolv.conf: Servidores DNS (nameserver 8.8.8.8) y dominios de búsqueda (search lpi.org).
/etc/nsswitch.conf: Define el orden (si buscar primero en archivos locales o en DNS).

host: Consultas simples. Ej: host google.com (muestra IP).
dig: Consultas detalladas. Ej: dig google.com (muestra IP, TTL, servidores).
getent: Busca según /etc/nsswitch.conf. Ej.: getent hosts google.com (muestra la IP encontrada).