Tema 33. Redes locales. Tipología. Técnicas de transmisión. Métodos de acceso. Dispositivos de interconexión.

1. Redes locales

1. Redes locales

🎯 Idea clave

• Las redes locales se clasifican atendiendo a su disposición física, funcionamiento lógico, medio de transmisión, arquitectura de servicios, segmentación y ámbito de despliegue.
• La topología física y la lógica constituyen dos dimensiones independientes, de modo que una misma infraestructura cableada puede albergar múltiples segmentos virtuales.
• Las LAN modernas predominan en estrella conmutada, habiendo quedado obsoletas las arquitecturas clásicas de bus y anillo en este ámbito.
• Las VLAN permiten separar dominios lógicos sobre una única infraestructura física, facilitando la administración y la seguridad.
• Los dispositivos de interconexión operan dentro de la LAN y permiten la salida hacia otras redes, funcionando en diversas capas del modelo de comunicaciones.
• En el sector público, la tipología de la LAN debe garantizar seguridad integral, control de acceso y gestión de riesgos conforme al Esquema Nacional de Seguridad.

📚 Desarrollo

Función de interconexión. Los dispositivos de interconexión son los equipos que permiten unir segmentos, medios, redes o dominios de comunicación dentro de una red local y entre la LAN y otras redes. Cada dispositivo opera en una o varias capas del modelo de comunicaciones, tomando decisiones de reenvío, segmentando tráfico y aplicando políticas de seguridad.

Dualidad topológica. La topología describe cómo se interconectan los nodos, distinguiéndose entre física (cableado real) y lógica (flujo de datos). Una red físicamente dispuesta en estrella puede estar lógicamente segmentada en VLAN y subredes independientes, lo que permite optimizar recursos sin modificar la infraestructura cableada.

Predominio de la estrella. En las LAN modernas predomina la topología en estrella conmutada, donde switches sustituyen a antiguos hubs eliminando dominios de colisión. Esta disposición facilita la administración, la detección de fallos y la ampliación de la red, aunque introduce un punto único de fallo en el nodo central que suele mitigarse mediante duplicación.

Arquitecturas híbridas. Las LAN reales suelen ser híbridas, combinando estrella en el nivel de acceso, jerarquía en distribución, redundancia parcial, VLAN y Wi-Fi. Este modelo se adapta a entornos complejos como campus universitarios o sedes administrativas, donde coexisten redes cableadas e inalámbricas con requisitos distintos de movilidad y control.

Segmentación lógica. Las VLAN, asociadas al estándar IEEE 802.1Q, permiten crear dominios lógicos independientes sobre una misma infraestructura física. Esta capacidad de segmentación resulta fundamental para separar tráficos, aplicar políticas de seguridad y simplificar la gestión en entornos con múltiples departamentos o servicios.

Requisitos sectoriales. En una Administración pública, la tipología de la red local debe facilitar la seguridad integral, la segmentación, el control de acceso, la vigilancia y la gestión de riesgos conforme al ENS. Las redes cableadas ofrecen estabilidad y control físico, mientras que las inalámbricas aportan movilidad pero requieren mecanismos específicos de autenticación y cifrado.

🧩 Elementos esenciales

• Topología física: disposición real del cableado y los nodos de la red.
• Topología lógica: flujo de datos e información entre equipos, independiente de la disposición física.
• Estrella conmutada: arquitectura dominante en LAN modernas con switches como nodos centrales.
• VLAN: tecnología de segmentación lógica definida por IEEE 802.1Q para separar dominios broadcast.
• LAN híbrida: combinación de estrella en acceso, jerarquía en distribución y redundancia parcial.
• Modelo de tres capas: arquitectura de acceso, distribución y núcleo para redes campus.
• Spine-Leaf: topología de centro de datos basada en malla bipartita entre nodos spine y leaf.
• Dispositivos de interconexión: equipos que operan desde la capa física hasta capas superiores para conectar segmentos y redes.

🧠 Recuerda

• La topología física y la lógica no tienen por qué coincidir en una LAN.
• Las LAN modernas predominan en estrella conmutada, no en bus o anillo.
• Las VLAN permiten segmentar redes sin modificar el cableado físico.
• Las LAN reales suelen ser híbridas, combinando cableado y Wi-Fi.
• En Administración pública, la LAN debe cumplir requisitos del ENS.

2. Tipología

2. Tipología

🎯 Idea clave

• La tipología clasifica las redes locales según su disposición física, funcionamiento lógico, medio de transmisión y arquitectura de interconexión.
• La topología física describe el cableado real y la disposición material, mientras que la lógica define el flujo de datos y los dominios de comunicación.
• La topología en estrella es la dominante en Ethernet conmutado moderno, conectando cada nodo a un equipo central.
• La estructura jerárquica organiza la red en niveles de acceso, distribución y núcleo, facilitando el crecimiento ordenado y la gestión.
• Las LAN reales son habitualmente híbridas, combinando estrellas físicas con segmentaciones lógicas mediante VLAN y redes inalámbricas.

📚 Desarrollo

Definición de tipología. La tipología de redes locales establece la clasificación de las LAN atendiendo a su organización física, funcionamiento lógico, medio de transmisión, arquitectura de servicios y diseño de interconexión. Este marco abarca desde la disposición del cableado hasta la segmentación lógica, proporcionando las bases estructurales para el diseño, despliegue y mantenimiento de infraestructuras de comunicación en entornos administrativos.

Distinción física y lógica. La topología física describe el trazado material de enlaces, equipos y puntos de conexión, respondiendo a cómo están cableados los nodos. Por contraste, la topología lógica define el comportamiento de la comunicación, determinando qué equipos comparten dominios de difusión, cómo circula el tráfico entre segmentos y qué rutas siguen los datos. Una misma infraestructura física en estrella puede comportarse como múltiples redes lógicas independientes mediante el uso de VLAN y subredes.

Topologías físicas principales. Entre las configuraciones físicas destacan la estrella, donde todos los nodos conectan a un punto central; el bus, que comparte un medio común y es hoy residual salvo en buses industriales; el anillo, con nodos conectados en círculo característico de tecnologías históricas; y la malla, que proporciona redundancia mediante múltiples enlaces, siendo completa cuando todos los nodos se interconectan o parcial cuando solo algunos lo hacen.

Estructura jerárquica. La topología en árbol organiza la red en tres niveles funcionales: acceso para conectar usuarios finales, distribución para agrupar plantas o zonas, y núcleo para concentrar la conectividad hacia servidores y servicios corporativos. Este modelo facilita el crecimiento ordenado, la aplicación diferenciada de políticas por capa y la localización eficiente de incidencias, aunque requiere redundancia en los puntos superiores para evitar cuellos de botella críticos.

Implementaciones específicas. En entornos de campus tradicionales predomina el modelo de tres capas o su variante con núcleo colapsado para sedes medianas. Los centros de datos modernos emplean topologías Spine-Leaf, variantes de malla bipartita con interconexión completa entre nodos Spine y Leaf. Las redes inalámbricas se estructuran como BSS cuando utilizan un único punto de acceso, como ESS cuando múltiples puntos comparten un sistema de distribución común, o como mesh según el estándar 802.11s.

Consideraciones de diseño. Las LAN reales son habitualmente híbridas, integrando estrellas físicas en el acceso, jerarquías lógicas en la distribución, redundancia parcial en troncales y segmentación mediante IEEE 802.1Q. En el ámbito de las Administraciones públicas, la tipología debe facilitar la seguridad integral, el control de acceso, la vigilancia y la gestión de riesgos conforme al Esquema Nacional de Seguridad, equilibrando la estabilidad del cableado con la movilidad controlada del Wi-Fi.

🧩 Elementos esenciales

• Topología física: describe el trazado material de enlaces, equipos y puntos de conexión, determinando el coste de despliegue y la tolerancia a fallos.
• Topología lógica: define el comportamiento de la comunicación, incluyendo dominios de difusión, rutas de datos y segmentación mediante VLAN.
• Estrella: configuración donde cada nodo conecta a un equipo central, facilitando la administración y detección de fallos individuales.
• Bus: medio compartido por todos los nodos, histórico en Ethernet coaxial pero hoy residual por sus problemas de colisiones y mantenimiento.
• Anillo: estructura circular donde cada nodo conecta a dos vecinos, característica de Token Ring y FDDI, hoy más relevante en redes ópticas metropolitanas.
• Malla: interconexión de nodos mediante múltiples enlaces, completa cuando todos conectan con todos o parcial cuando solo algunos, ofreciendo máxima redundancia.
• Jerárquica o árbol: organización en niveles de acceso, distribución y núcleo, modelo clásico de diseño de campus empresariales.
• VLAN: tecnología asociada a IEEE 802.1Q que permite separar dominios lógicos independientes sobre una misma infraestructura física.
• Spine-Leaf: topología moderna de centros de datos basada en malla bipartita completa entre capas de agregación y acceso.
• Red híbrida: combinación habitual en LAN reales que integra múltiples topologías físicas y lógicas según requisitos de servicio.

🧠 Recuerda

• La tipología clasifica por disposición física, funcionamiento lógico, medio de transmisión y arquitectura de servicios.
• Física y lógica pueden diferir: una estrella física puede contener múltiples VLAN y subredes lógicas independientes.
• La estrella conmutada es la topología física dominante en las LAN modernas de Ethernet.
• El bus coaxial y el anillo Token Ring son topologías históricas hoy en desuso para LAN generales.
• La jerárquica organiza la red en acceso, distribución y núcleo para facilitar el crecimiento ordenado.
• La malla aporta redundancia y caminos alternativos, pero incrementa el coste y la complejidad de gestión.
• Las LAN reales son siempre híbridas, nunca implementan una única topología pura de forma aislada.
• Las VLAN permiten segmentar dominios lógicos independientemente de la distribución física de los equipos.
• En Administración pública, la tipología debe facilitar el cumplimiento del ENS y la seguridad integral de la información.

3. Técnicas de transmisión

3. Técnicas de transmisión

🎯 Idea clave

• Las técnicas de transmisión abarcan tres niveles diferenciados: físico, de enlace y de red, regulándose principalmente mediante los estándares IEEE 802.3 para Ethernet e IEEE 802.11 para redes inalámbricas.
• Las redes locales modernas emplean exclusivamente transmisión digital, representando la información mediante secuencias discretas de bits en lugar de señales analógicas continuas.
• La transmisión en banda base utiliza el medio para transportar una única señal digital ocupando la totalidad del ancho de banda disponible, siendo la técnica característica de Ethernet.
• La transmisión en banda ancha divide el medio en múltiples canales de frecuencia que transportan señales independientes simultáneamente, como ocurre en sistemas DOCSIS sobre cable coaxial.
• La capacidad máxima del canal está limitada por la ley de Shannon, que determina la tasa teórica en función del ancho de banda y la relación señal-ruido.
• Las técnicas avanzadas incluyen codificaciones de línea específicas, métodos de multiplexación como OFDM, mecanismos de corrección de errores y seguridad mediante MACsec.

📚 Desarrollo

Niveles de transmisión. Las técnicas de transmisión en redes locales se organizan en tres niveles diferenciados. El nivel físico gestiona señales eléctricas, ópticas o radioeléctricas. El nivel de enlace estructura los bits en tramas, gestiona direcciones MAC y controla el acceso al medio. El nivel de red se encarga de la transmisión de protocolos como IP, encapsulados sobre la LAN mediante estándares como el RFC 894 para Ethernet.

Transmisión digital. Las redes locales actuales son digitales prácticamente sin excepción, empleando secuencias discretas de símbolos habitualmente binarios. Esta representación mediante bits codificados en niveles de tensión, pulsos de luz o estados de fase claramente diferenciados permite regenerar la señal sin acumular ruido, aplicar técnicas robustas de detección y corrección de errores, e integrarse naturalmente con el procesamiento digital de los equipos terminales.

Banda base. La transmisión en banda base consiste en enviar una única señal digital ocupando la totalidad del ancho de banda disponible del medio. Ethernet utiliza este modo en todas sus variantes, reflejándose en su nomenclatura: el término BASE en designaciones como 10BASE-T, 100BASE-TX o 1000BASE-T indica precisamente su naturaleza de baseband.

Banda ancha. En contraste, la transmisión en banda ancha divide el medio en múltiples canales de frecuencia, cada uno transportando señales independientes. Este modo es propio de sistemas como DOCSIS sobre cable coaxial, donde un mismo cable transporta simultáneamente decenas de canales de televisión y datos. Es fundamental distinguir este uso técnico del término comercial "banda ancha" referido a velocidad de Internet.

Codificaciones y capacidad. Las codificaciones de línea evolucionan desde NRZ y Manchester en Ethernet a 10 Mbps, pasando por 4B/5B, 8B/10B, hasta 64B/66B y 256B/257B para velocidades superiores, además de PAM4 para enlaces recientes. La capacidad teórica del canal viene determinada por la ley de Shannon, que establece que la tasa máxima depende del ancho de banda y la relación señal-ruido.

Multiplexación y direccionalidad. Las técnicas de multiplexación principales incluyen FDM, TDM, STDM, CDMA, WDM y OFDM, siendo esta última esencial en Wi-Fi y 5G. La comunicación full-duplex es la norma en Ethernet conmutado moderno, habiendo quedado prácticamente obsoleto el CSMA/CD en entornos de producción actuales.

Calidad y seguridad. Los parámetros de calidad fundamentales son el BER, SNR, atenuación, diafonía NEXT y FEXT, latencia, jitter, throughput y goodput. La corrección de errores se apoya en códigos LDPC, polares, Reed-Solomon y Turbo, complementados por CRC-32 en el campo FCS de las tramas Ethernet. MACsec (IEEE 802.1AE) aporta cifrado e integridad a nivel de capa dos entre dispositivos directamente conectados.

🧩 Elementos esenciales

• Banda base: Modo de transmisión donde una única señal digital ocupa todo el ancho de banda del medio, utilizado por Ethernet en todas sus variantes y reflejado en el término BASE de su nomenclatura.
• Banda ancha: Técnica que divide el medio en múltiples canales de frecuencia para señales independientes, empleada por DOCSIS sobre cable coaxial para simultanear canales de televisión y datos.
• Señal digital: Representación de la información mediante secuencias discretas de símbolos binarios codificados en niveles de tensión, pulsos de luz o estados de fase, permitiendo regeneración y corrección de errores.
• Ley de Shannon: Fórmula C = B × log₂(1 + SNR) que determina la capacidad máxima teórica de un canal en función de su ancho de banda y la relación señal-ruido.
• Codificaciones de línea: Esquemas que evolucionan desde Manchester y NRZ hasta 4B/5B, 8B/10B, 64B/66B, 256B/257B y PAM4 según las velocidades de transmisión requeridas.
• OFDM: Técnica de multiplexación por división de frecuencias ortogonales clave en redes Wi-Fi y sistemas 5G.
• Full-duplex: Modo de operación simultánea en envío y recepción que constituye la norma actual en Ethernet conmutado, frente al obsoleto CSMA/CD.
• Técnicas MIMO: Conjunto de tecnologías de múltiples antenas incluyendo MU-MIMO y Massive MIMO para transmisión inalámbrica avanzada.
• MACsec: Protocolo IEEE 802.1AE que proporciona cifrado e integridad de datos a nivel de capa de enlace entre dispositivos directamente conectados.
• Parámetros de calidad: Conjunto de métricas que incluyen BER, SNR, atenuación, diafonía NEXT/FEXT, latencia, jitter, throughput y goodput.

🧠 Recuerda

• Ethernet siempre utiliza transmisión en banda base, como indica explícitamente el término BASE en nomenclaturas como 10BASE-T o 1000BASE-T.
• Las redes locales actuales son exclusivamente digitales, abandonando la transmisión analógica por sus ventajas en regeneración y corrección de errores.
• La banda ancha técnica implica división por frecuencias, distinta del concepto comercial de conexión rápida a Internet.
• La capacidad máxima de cualquier canal viene limitada por la relación señal-ruido según la ley de Shannon.
• Las codificaciones de línea evolucionan hacia esquemas más complejos y eficientes a medida que aumentan las velocidades de transmisión.
• OFDM es la técnica de multiplexación fundamental para tecnologías inalámbricas modernas como Wi-Fi y 5G.
• El modo full-duplex ha sustituido completamente al CSMA/CD en las instalaciones Ethernet conmutadas actuales.
• MACsec opera en la capa dos del modelo OSI, proporcionando seguridad punto a punto entre dispositivos físicamente conectados.

4. Métodos de acceso

4. Métodos de acceso

🎯 Idea clave

• El control de acceso al medio (MAC) coordina la transmisión de nodos sobre medios compartidos, constituyendo la mitad inferior del nivel de enlace en el modelo IEEE 802.
• Los métodos de acceso se clasifican en cuatro grandes familias: contención, paso de testigo, asignación fija y asignación por demanda.
• CSMA/CD fue el mecanismo histórico de Ethernet half-duplex, mientras que CSMA/CA es el utilizado en redes Wi-Fi para evitar colisiones ante el problema del nodo oculto.
• El paso de testigo elimina colisiones mediante la posesión de un token, garantizando determinismo pero quedando obsoleto frente a Ethernet conmutado.
• Las técnicas de asignación fija (TDMA, FDMA, CDMA) reparten recursos de manera estática, mientras que OFDMA asigna subportadoras dinámicamente en tecnologías modernas.

📚 Desarrollo

Control de acceso al medio. El MAC (Medium Access Control) es la función esencial que determina qué estación puede transmitir en cada instante cuando múltiples dispositivos comparten el mismo medio físico. Esta coordinación evita interferencias y optimiza el uso del canal disponible.

Acceso por contención. CSMA (Carrier Sense Multiple Access) escucha el medio antes de transmitir. La variante CSMA/CD (Collision Detection) permite detectar colisiones y reintentar tras espera aleatoria, alcanzando eficiencias teóricas del 50-60%. Sin embargo, en Ethernet moderno full-duplex conmutado este mecanismo resulta innecesario y se mantiene solo por compatibilidad histórica.

Acceso con evitación de colisiones. En entornos inalámbricos, CSMA/CA (Collision Avoidance) sustituye la detección por mecanismos preventivos ante la imposibilidad de detectar colisiones. Utiliza intervalos de espera (DIFS, SIFS), ventanas de contención aleatoria, confirmaciones explícitas (ACK) y opcionalmente intercambio RTS/CTS para resolver el problema del nodo oculto.

Mecanismos deterministas. El paso de testigo (Token Passing) otorga derecho de transmisión exclusivo al poseedor de un token que circula por el anillo lógico. Aunque elimina colisiones y garantiza tiempos predecibles, ha quedado obsoleto frente a las redes conmutadas. Otros métodos centralizados como el polling requieren una entidad maestra que concede turnos de forma secuencial.

Asignación de recursos. TDMA, FDMA y CDMA reparten tiempo, frecuencia o códigos de forma fija, resultando eficientes para tráfico continuo pero poco adaptables a ráfagas. Por contraste, OFDMA asigna subportadoras dinámicamente según demanda, constituyendo la base de LTE, 5G NR y Wi-Fi 6/6E/7.

Calidad de servicio y evolución. Las redes modernas implementan mecanismos de prioridad como EDCA en Wi-Fi (categorías AC_VO, AC_VI, AC_BE, AC_BK), 802.1p en VLAN y DSCP en IP. Para aplicaciones críticas, TSN (Time Sensitive Networking) aporta determinismo estricto a Ethernet mediante estándares como 802.1AS, 802.1Qbv y 802.1CB.

🧩 Elementos esenciales

• CSMA/CD: Protocolo de contención con detección de colisiones, histórico en Ethernet half-duplex sobre medio compartido.
• CSMA/CA: Mecanismo de evitación empleado en Wi-Fi que utiliza tiempos de espera aleatorios y confirmaciones ACK ante la imposibilidad de detectar colisiones en el medio radioeléctrico.
• Token Passing: Método de acceso ordenado mediante testigo que elimina colisiones y garantiza determinismo, aunque obsoleto en LAN actuales.
• Polling: Técnica centralizada donde un maestro concede turnos de transmisión a los nodos esclavos de forma secuencial.
• TDMA/FDMA/CDMA: Métodos de asignación fija que dividen el canal en ranuras temporales, frecuencias o códigos respectivamente.
• OFDMA: Esquema de asignación dinámica por demanda que distribuye subportadoras entre usuarios, base de tecnologías 4G, 5G y Wi-Fi 6.
• EDCA: Mecanismo de calidad de servicio en Wi-Fi que clasifica el tráfico en cuatro categorías de acceso (voz, vídeo, best effort y background).
• TSN: Conjunto de estándares IEEE (802.1AS, 802.1Qbv, 802.1Qbu, 802.1CB) que proporcionan determinismo temporal a Ethernet para aplicaciones industriales y vehiculares.
• Eficiencias teóricas: Aloha puro (18%), Aloha ranurado (37%), CSMA/CD (50-60%).
• Ethernet conmutado: Arquitectura moderna que elimina dominios de colisión mediante switches full-duplex, haciendo innecesario el CSMA/CD.

🧠 Recuerda

• CSMA/CD detecta colisiones; CSMA/CA las evita mediante esperas aleatorias y ACK.
• En Ethernet moderno full-duplex no existen colisiones ni dominios compartidos.
• El paso de testigo garantiza determinismo pero ha sido sustituido por Ethernet conmutado.
• OFDMA combina eficiencia espectral y flexibilidad frente a las asignaciones fijas tradicionales.
• Las VLAN utilizan el campo EtherType 0x8100 según 802.1Q para segmentación lógica.
• El problema del nodo oculto en Wi-Fi se mitiga mediante RTS/CTS opcional.
• TDMA, FDMA y CDMA resultan ineficientes para tráfico tipo ráfagas.
• El modelo IEEE 802 sitúa el MAC en la mitad inferior del nivel de enlace.
• EDCA prioriza voz y vídeo sobre datos best effort en redes inalámbricas.
• TSN permite aplicaciones de automatización industrial sobre Ethernet estándar.

5. Dispositivos de interconexión

5. Dispositivos de interconexión

🎯 Idea clave

• Los dispositivos de interconexión permiten unir segmentos, medios y redes operando en distintas capas del modelo OSI.
• La clasificación principal se establece según la capa de trabajo: física, enlace, red y superiores.
• El switch constituye el dispositivo central de las LAN Ethernet modernas, operando principalmente en capa 2 mediante aprendizaje de direcciones MAC.
• Los routers operan en capa 3 y son responsables del encaminamiento IP entre diferentes redes o subredes.
• Los dispositivos de capas superiores incluyen cortafuegos, proxies y gateways que aplican políticas de seguridad y traducción de protocolos.

📚 Desarrollo

Definición y alcance. Los dispositivos de interconexión son equipos que permiten unir segmentos, medios, redes o dominios de comunicación dentro de una red local y entre la LAN y otras redes. Su función trasciende la simple conexión física de cables, ya que cada dispositivo opera en una o varias capas del modelo de comunicaciones, tomando decisiones de reenvío, segmentando tráfico, aplicando políticas o filtrando comunicaciones según criterios definidos.

Clasificación por capas OSI. La taxonomía principal organiza estos equipos según su nivel de operación en el modelo de referencia. En la capa física actúan repetidores, hubs y transceptores. La capa de enlace comprende bridges, switches, puntos de acceso inalámbricos y controladores WLAN. La capa de red incluye routers y switches de capa 3. Finalmente, las capas superiores albergan gateways, proxies, balanceadores de carga, cortafuegos y API gateways.

Dispositivos de capa física. El repetidor regenera la señal para extender el alcance físico del medio sin modificar el contenido de la información. El hub, considerado un repetidor multipuerto obsoleto, replica el tráfico entrante a todos los puertos simultáneamente, manteniendo un único dominio de colisión compartido. Estos equipos han sido sustituidos progresivamente por switches en las LAN modernas debido a sus limitaciones de rendimiento y seguridad básica.

Conmutación en capa de enlace. El switch representa el dispositivo central de la LAN Ethernet actual, operando principalmente en capa 2 mediante el aprendizaje automático de direcciones MAC y el reenvío selectivo de tramas hacia el puerto destino. A diferencia del hub, crea un dominio de colisión independiente por cada puerto, aunque mantiene un único dominio de broadcast por VLAN. Existen variantes según su posición en la jerarquía: acceso, distribución, núcleo y capa 3.

Encaminamiento en capa de red. El router rompe los dominios de broadcast y encamina paquetes IP entre redes o subredes mediante tablas de enrutamiento que pueden ser estáticas o dinámicas, utilizando protocolos como OSPF y BGP. Aplica funcionalidades de NAT, ACLs, VPN y QoS. El switch de capa 3 combina conmutación y enrutamiento por hardware, siendo predominante en entornos de datacenter donde se requiere alta velocidad con capacidad de routing.

Dispositivos de capas superiores y accesorios. Los gateways realizan traducción de protocolos entre dominios dispares. Los proxies intermedian solicitudes de aplicación permitiendo control granular de servicios como navegación web. Los cortafuegos filtran tráfico separando zonas de confianza mediante políticas de seguridad. Los puntos de acceso integran estaciones inalámbricas IEEE 802.11 en la LAN cableada. Los transceptores SFP, QSFP y variantes adaptan el equipo a distintos medios y velocidades desde 1 G hasta 800 G.

Gestión en entornos administrativos. En redes públicas o administrativas, estos dispositivos deben gestionarse conforme al Esquema Nacional de Seguridad, incluyendo registros de auditoría, actualizaciones periódicas, segmentación adecuada y control de acceso. Los principales fabricantes incluyen Cisco, Juniper, Aruba, Arista, Extreme, Huawei, MikroTik, Ubiquiti, Netgear, TP-Link, Fortinet y Palo Alto.

🧩 Elementos esenciales

• Repetidor: equipo de capa 1 que regenera la señal eléctrica, óptica o radioeléctrica para extender el alcance físico sin alterar los datos.
• Hub: dispositivo de capa 1 obsoleto que replica tráfico a todos los puertos, manteniendo un único dominio de colisión compartido.
• Switch: dispositivo de capa 2 que aprende direcciones MAC y reenvía tramas selectivamente, creando un dominio de colisión independiente por puerto.
• VLAN: tecnología implementada por switches gestionados que segmenta lógicamente la red manteniendo dominios de broadcast separados por VLAN.
• PoE: capacidad de switches para entregar energía eléctrica a dispositivos finales mediante el cableado de datos, con estándares de 15,4 W, 30 W y hasta 90 W.
• Router: dispositivo de capa 3 que encamina paquetes IP entre redes mediante tablas de enrutamiento estáticas o dinámicas como OSPF y BGP.
• Switch L3: equipo híbrido que combina funciones de conmutación de capa 2 y enrutamiento de capa 3 mediante procesamiento hardware.
• Cortafuegos: dispositivo que opera entre capas 3 y 7 filtrando tráfico según políticas de seguridad entre zonas de confianza distintas.
• Punto de acceso: dispositivo de capa 2 que integra clientes inalámbricos IEEE 802.11 en la infraestructura de la LAN cableada.
• Transceptores: módulos SFP, QSFP y variantes que adaptan las interfaces de red a diferentes medios físicos y velocidades de transmisión.

🧠 Recuerda

• Los dispositivos se clasifican fundamentalmente por la capa OSI en la que operan.
• El switch es el dispositivo central de las LAN Ethernet modernas, sustituyendo al hub obsoleto.
• Cada puerto de un switch constituye un dominio de colisión independiente.
• El router es el único dispositivo básico que rompe los dominios de broadcast entre redes IP.
• Los switches gestionados permiten configurar VLAN, STP, QoS, ACL y SNMP.
• Los cortafuegos no deben confundirse con simples routers, ya que aplican políticas de seguridad complejas.
• La norma IEEE 802.1Q regula el funcionamiento de bridges y redes VLAN.
• El RFC 1812 establece los requisitos técnicos específicos para routers IPv4.
• En administraciones públicas, la gestión debe alinearse con el Esquema Nacional de Seguridad.