Redes de Comunicaciones de Datos - Teoría y Práctica

Introducción a las redes y al modelo de referencia OSI

• Introducción a las redes de datos
• LAN y WAN
• Tipos y requisitos de aplicaciones
• Funciones del modelo OSI y estructura modular de la red

Introducción a la tecnología LAN y los protocolos Ethernet

• El protocolo Ethernet y las velocidades 10M, 100M, 1G y 10Gbps
• Tipos de medios Ethernet: par trenzado, categorías del cable (5/5e), cables de fibra óptica y conectores
• Algoritmo CSMA/CD
• Estructura de las tramas: 802.3, Ethernet-2 y Ethernet-SNAP
• Problemas comunes en redes Ethernet

Conmutación LAN: funcionalidad y operación

• Características y modo de operación de los puentes LAN
• Funcionamiento de los conmutadores LAN
• Tecnologías de conmutación LAN: HD/FD y negociación automática
• VLANs (Redes locales virtuales) y etiquetado VLAN
• Protocolos de árbol de expansión: STP, RSTP y MSTP
• LAG y Etherchannel. Estructura y topologías de red LAN
• Conmutación en centros de datos

Protocolos y servicios WAN

• Estructura de las redes públicas: acceso, transmisión y conmutación.
• Arquitecturas y protocolos de red tradicionales
  • Servicios punto a punto: FR, ATM y líneas alquiladas
  • Servicios de transmisión: SDH y WDM/DWDM
  • Servicios de acceso: xDSL, CaTV/DOCSIS
• Redes de nueva generación
  • Servicios punto a punto: Carrier Ethernet y servicios IP basados en MPLS
  • Redes de transmisión: Carrier Ethernet
  • Redes de acceso: tecnologías avanzadas xDSL, DOCSIS y óptica

Redes inalámbricas y Wi-Fi

Arquitectura de red: elementos y topologías

Capa física

• Estándares 801.11a/b/g
• Estándar 801.11n: OFDM y MIMO

Capa MAC: resolución de colisiones

• Mecanismos CSMA/CA, RTS, CTS y NAV
• Estructura de tramas IEEE 802.11 y direccionamiento

Funcionalidades adicionales

• Seguridad Wi-Fi: WEP, EAP, TLS, TTLS y 802.11x

Calidad de servicio en redes Wi-Fi: acceso basado en colisiones (AIFS, categorías de acceso y ventanas de contienda), acceso controlado (polling y TXOPs). Gestión de calidad del servicio mediante ADDTS, flujos de tráfico y TSPECs.

• Redes celulares

Introducción

• Reutilización del espectro de frecuencias
• Establecimiento y gestión de llamadas
• Servidores principales: MSC, BSC, BTS y terminales
• Pasar entre celdas y canales de comunicación

Estándares y evolución

3GPP, 3GPP2 e IMT-2000

Evolución de redes: de cdma1 a EVDO/DV y de GSM a HSPA y LTE.

Introducción al protocolo TCP/IP

• Modelo TCP/IP y protocolos comunes
• Funcionamiento de los protocolos
• Organismos normativos responsables

IPv4: protocolo y direccionamiento

• Características del protocolo IP
• ARP: Protocolo de resolución de direcciones
• Estructura de las tramas IP
• Direccionamiento IP y clases de direcciones
• Direcciones privadas y públicas
• Subdivisión del espacio de direcciones: VLSM y CIDR
• Diseño de direcciones IP (ejercicio práctico)
• DHCP: Protocolo de configuración dinámica de hosts
• Multicasting e IGMP

IPv6: protocolo y direccionamiento

• Características principales de IPv6 y comparación con IPv4
• Estructura básica del paquete y encabezados
• Direcciones IPv6 y categorías asociadas
• Proceso de autoconfiguración en IPv6
• Migración desde IPv4 hacia IPv6

Protocolos de capa 4: TCP y UDP

• Introducción a los protocolos de la capa 4 y puertos conocidos
• Estructura y funcionamiento del paquete UDP
• Estructura y operación del paquete TCP
• Conectividad y fiabilidad en el protocolo TCP
• Ventana deslizante, inicio lento y control de congestión en TCP
• Números de secuencia y acuse de recibo en paquetes TCP
• Cálculo del rendimiento máximo: WS y RTT en TCP
• Algoritmos Go-back-N y Selective-Repeat para control de errores
• Problemas comunes en el desempeño de TCP

Fundamentos de enrutamiento y conmutación de capa 3

• Principios básicos del proceso de enrutamiento
• Dominios y áreas de enrutamiento
• Métodos estáticos y dinámicos de enrutamiento
• Protocolos vectoriales de distancia y basados en estado de enlace
• Métricas utilizadas en el enrutamiento
• Protocolos RIP y OSPF
• BGP: eBGP e iBGP
• Conmutación de capa 3
• NAT estática y dinámica
• Mecanismos HSRP y VRRP para alta disponibilidad
• Calidad de servicio en redes IP

Parámetros clave de calidad de servicio: ancho de banda, retardo, fluctuación temporal y pérdida de paquetes

• Requisitos aplicativos y comportamiento de las redes
• Clasificación y marcado del tráfico; control mediante policía y modelado; colas y mecanismos como RED/WRED.

Fundamentos y componentes básicos de la seguridad en red

• Conceptos básicos sobre seguridad, amenazas y vulnerabilidades en redes.
• Arquitectura de red segura: firewalls, VPNs, sistemas NAC y otros dispositivos de seguridad.
• Funcionamiento de los firewalls: filtrado de paquetes e inspección por estado.
• Protocolos de seguridad: cifrado y autenticación
• Tipos de cifrado y definiciones asociadas
  • Algoritmos simétricos: cifrados en bloque y secuencia de bits.
  • Criptografía de clave pública.
  • Funciones hash para generación de resúmenes digitales.
• Bases de la autenticación
  • Autenticación multifactorial
  • Tokens y tarjetas inteligentes como mecanismos de cifrado; protocolos de cifrado inalámbrico también relacionados.
  • OTP: contraseñas de un solo uso

Introducción al diseño de redes de datos

• Conceptos básicos sobre ingeniería de redes
  • Análisis de requisitos del sistema.
  • Modelos de flujo y descripción de operaciones en red.
• Diseño a nivel arquitectónico (alto nivel)
  • Arquitectura de componentes y modelos de referencia comunes.
  • Modelos arquitectónicos utilizados.
  • Estructuras de sistemas y redes en general.
  • Opciones de diseño según proveedores y servicios.
• Diseño a nivel topológico (bajo nivel)
  • Concepción y planificación de redes empresariales.
  • Diseño de infraestructuras LAN y WAN.
  • Estrategias para redes IP.
  • Criterios de seguridad y protección de privacidad en el diseño.
  • Elementos de gestión y supervisión de red
• Diseño operativo de la red como parte final del proceso