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# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 1: Nivel de Red (DHCP-NA(P)T-ICMP)</mark>
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El protocolo IP no ofrece un servicio orientado a la conexión (es no fiable). Emplea el servicio de entrega de R_PDU empleado por el nivel de enlace (utiliza servicio de su nivel inferior), permitiendo intercambiar información entre hosts o routers y dispositivos que implementen como mucho N.E.D.
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Establece las herramientas necesarias para **enrutar**, es decir, definir el camino a seguir por los datos de extremo a extremo.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Esquema de direccionamiento</mark>
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Todo dispositivo en una red debe poseer una dirección IP para poder transmitir datos usando TCP/IP. Hay dos versiones de IP: IPv4 (32b) e IPv6 (128b). Las direcciones se pueden configurar de dos formas:
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- **Estática:** El usuario configura la IP en el host suministrada por el administrador de la red.
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- **Dinámica:** Se asigna automáticamente una IP al host mediante DHCP.
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La dirección IPv4 **NO ES LO MISMO** que la configuración IPv4. Para decir que un equipo tiene una configuración IPv4 correcta debe tener como mínimo dirección IP y máscara de red. Adicionalmente se suele especificar la dirección IP del gateway/puerta de enlace/router frontera.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Configuración dinámica de direcciones</mark>
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">DHCP</mark>
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Hay varias formas de asignación dinámica de direcciones IP:
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- **Asignación automática:**
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#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Ciclo básico</mark>
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DHCP tiene un ciclo de mensajes básico tal que:
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- **DHCP DISCOVER:** intenta encontrar un servidor DHCP
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Se envía un paquete IP con IP origen 0.0.0.0 y destino 255.255.255.255 (broadcast).
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- **DHCP OFFER:** el/los servidores DHCP ofrecen una dirección IP
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El servidor DHCP, si lo hay, envía un paquete IP con IP origen su propia IP y destino la de broadcast
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- **DHCP REQUEST:** el cliente pide ciertos parámetros
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Se envía un paquete al servidor DHCP con IP origen 0.0.0.0 y destino 255.255.255.255, aunque la IP está "pre-asignada" todavía no se le ha concedido al host dicha IP.
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- **DHCP ACK:** ACK de confirmación desde el servidor
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El servidor DHCP envía un ACK en un paquete IP con IP origen la suya y destino la de broadcast.
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Tras completar el ciclo básico el cliente envía una petición ARP llamada **ARP Gratuito** para ver si cualquier otro host tiene la IP que se le ha asignado. Si no obtiene respuesta, se queda con esa IP. Si la obtiene vuelve a solicitar otra.
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#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Formato de mensajes</mark>
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Los mensajes DHCP tienen un formato específico:
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- Los primeros 4 Bytes se denominan _magic cookie_.
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- Cada transacción (petición/respuesta) tiene un id.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Control de errores</mark>
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IP no implementa un control de errores, así que en caso de que se produzca un error existen protocolos que se "montan" sobre IP para este propósito.
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">ICMP (Internet Control Message Protocol)</mark>
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Es usado por hosts y routers para comunicar información a nivel de red (informe de errores o avisos). Se encapsulan en datagramas IP, por lo que los dispositivos deben ser de hasta nivel 3.
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### Formato de mensajes
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- **Type:** Indica el tipo de mensaje ICMP
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- **Code.** Indica el subtipo de mensaje
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- **Checksum:** Para detectar mensajes corruptos
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| Tipo | Código | Descripción |
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| ---- | ------ | ----------------------- |
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| 0 | 0 | Respuesta de eco (ping) |
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| 3 | 0 | Red inalcanzable |
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| 3 | 1 | Host inalcanzable |
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| 3 | 2 | Protocolo inalcanzable |
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| 3 | 3 | Puerto inalcanzable |
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| 5 | 0 | Redireccionamiento |
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| 8 | 0 | Petición de eco (ping) |
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| 11 | 0 | TTL excedido |
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Traducción de direcciones</mark>
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Hay dos alternativas:
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- **Dinámica:** El router NAT asignará de forma temporal las IPs públicas cuando haya necesidad de "saltar" a internet.
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- El router tiene un rango de IPs asignables y además una tabla para guardar dichas asignaciones de IPs.
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- **Estática:** Se configuran las asignaciones de forma permanente por el administrador de la red.
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# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 2: Nivel de Red (Routing)</mark>
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
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Para que el datagrama se entregue con éxito se debe cumplir:
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- El prefijo de dirección destino debe corresponder a una sola red
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- Los routers y hosts que tienen un prefijo de red común deben ser capaz de intercambiar datos sin ayuda de un router
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- Cada red (a nivel 2) debe estar conectada al menos con otra red mediante un router
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Un nodo (router o host) tiene que tener una tabla de enrutamiento. Suele tener los campos **Red**, **Próximo Salto**, **Interfaz**.
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![[Pasted image 20250225091113.png]]
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En Windows, la **Métrica** es el "coste" que tiene esa ruta si se escoge. Se puede valorar en términos de velocidad, TTL o _delay_ temporal.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Reenvío / Enrutamiento</mark>
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Hay varios pasos en el reenvío:
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1. Validar cabecera
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2. Procesar opciones
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3. Analizar destino
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4. Buscar destino en la tabla de enrutamiento
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5. Decrementar TTL
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6. Fragmentar
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7. Calcular checksum
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8. Reenviar al PS
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9. Enviar ICMP
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Información global</mark>
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Todos los routers tienen la topología completa y la información de coste de los enlaces (**Algoritmo "link state"**).
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Información descentralizada</mark>
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Los routers conocen los vecinos físicamente conectados y el coste del enlace a sus vecinos. En un proceso iterativo, intercambia información con sus vecinos (**Algoritmo "distance vector"**).
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Enrutamiento estático</mark>
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Las rutas cambian lentamente. Es decir, todas las entradas de la tabla se habrán introducido manualmente. La información de ida no proporciona información sobre como volver ni lo asegura. **Convergencia:** todos los routers tienen información precisa y coherente.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">6. Enrutamiento dinámico</mark>
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Las rutas cambian más rápido (actualizaciones periódicas y respuesta a los cambios en los enlaces).
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Sistemas autónomos</mark>
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Grupo de prefijos de red de uno o varios ISP en el que existe una política de enrutamiento única y claramente definida.
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- Dentro de cada AS se utilizan protocolos de routing interiores (IGP)
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- Entre cada AS se usarán protocolos de routing exteriores (EGP)
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Componentes de un algoritmo de enrutamiento</mark>
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1. Un proceso para enviar y recibir información sobre redes alcanzables a/de otros routers
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2. Un proceso para calcular rutas óptimas (costes en cada enlace)
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3. Un proceso para reaccionar y avisar de cambios en la topología
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Cálculo del camino más corto</mark>
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#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Vector distancia (Bellman-Ford)</mark>
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- Cada router conoce la distancia (o coste) de sus vecinos directamente conectados
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- Un router envía una lista de actualizaciones de enrutamiento a sus vecinos que contiene las redes alcanzables por él y su distancia
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- Si todos los routers actualizan las redes alcanzables/distancias con la información recibida de sus vecinos, la red converge.
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- Cada router conoce:
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- Su ID
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- Sus interfaces
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- La distancia hasta el siguiente router de cada interfaz
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- Actualizaciones periódicas: cada (~90s) se envía una actualización
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- Actualizaciones por cambios: si hay cambios en la métrica de un enlace, se envía inmediatamente
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- Actualizaciones de toda la TE: la mayoría de los protocolos que usan vector distancia, envían toda la TE a sus vecinos en las actualizaciones
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- Tiempo para invalidar rutas: se invalidan las rutas en la TE si no son refrescadas, tras un valor típico 3-16 veces periodo de actualización
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![[Pasted image 20250307112154.png]]
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#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Estado del enlace (Dijkstra)</mark>
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- Cada router conoce la distancia de sus vecinos directamente conectados
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- La información de distancia (LS: Link State) es enviada por broadcast a todos los routers de la red
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- Todos los routers construyen la topología de la red
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- Cada router calcula el camino más corto a todas las redes alcanzables de manera independiente
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">7. RIP</mark>
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">RIPv1</mark>
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- Sufre los problemas típicos del vector distancia
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- Sólo útil en redes pequeñas (5-10 routers)
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- Métrica basada en número de saltos únicamente
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- Máximo 15 saltos. Infinito 16.
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- La información se intercambia cada 30s.
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Los mensajes RIP se encapsulan en UDP en el puerto 520.
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- Dirección destino broadcast dirigido
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- Solo procesa actualización si origen pertenece a la red de la interfaz
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En un mensaje RIP pueden enviarse hasta 25 entradas del vector distancias
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- Vectores grandes -> varios mensajes
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- Invalidación tras 180s
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No usa máscara de red en los mensajes -> no soporta CIDR ni VLSM.
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">RIPv2</mark>
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- Permite CIDR (tiene el campo de la máscara de subred).
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- Campo próximo salto
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![[Pasted image 20250307115920.png]]
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# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 3: Redes inalámbricas y móviles</mark>
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Dos retos importantes aunque diferentes:
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- **Sin cables:** comunicación a través de un enlace inalámbrico
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- **Movilidad:** gestionando las conexiones cuando un usuario cambia de punto de acceso a la red sin perder su conexión
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
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![[Pasted image 20250314114257.png]]
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![[Pasted image 20250314114314.png]]
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Hay dos formas de conectar dispositivos de forma inalámbrica
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Modo infraestructura</mark>
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![[Pasted image 20250314115427.png]]
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- Las estaciones base conectan dispositivos de forma cableada.
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- Transferencia: dispositivo cambia de estación base que provee la conexión a la red cableada.
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# UN PUNTO DE ACCESO NO TIENE IP, ES DE NIVEL 2
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![[Pasted image 20250314115632.png]]
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**Inundación:** Tabla vacía. El equipo X transmite a la estación A.
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**Envío de tráfico:** Si A contesta a X, el punto de acceso recibe una trama en el puerto I con dirección MAC_A de origen y MAC_X destino.
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Modo ad hoc</mark>
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![[Pasted image 20250314115857.png]]
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- No hay estaciones base
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- Los nodos sólo pueden transmitir a otros nodos en su alcance
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- Los nodos se organizan a sí mismos en red: enrutamiento a través de ellos mismos
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Otros modos</mark>
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- **Modo Máster:** una estación inalámbrica actúa como punto de acceso
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- **Modo Monitor:** permite capturar paquetes sin asociarse a un punto de acceso o red ad-hoc, es decir, permite monitorizar la red sin transmitir tráfico a la misma (modo pasivo).
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- **Modo Promiscuo:** permite capturar paquetes de la red, pero hay que estar en ella.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Topologías</mark>
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- **BSS (Basic Service Set):** topología de red formada por un punto de acceso y estaciones inalámbricas.
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- **ESS (Extended Service Set):** topología de red formada por varias BSS interconectadas entre ellas.
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- **IBSS (Independent Basic Service Set):** topología de red formada únicamente por estaciones inalámbricas, operando en modo ad-hoc.
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Sistemas de distribución</mark>
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Cableado</mark>
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A través de red LAN IEEE 802.3
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### <mark style="background: #FFB86CA6;">Inalámbricos</mark>
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- **WLAN con rutas preconfiguradas estáticas:** WLAN basado en IEEE 802.11
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- **WLAN con rutas no preconfiguradas o Redes Mesh:** Las redes Mesh se definen como el conjunto AP interconectadas mediante enlaces inalámbricos ocn configuración dinámica (algoritmos). El objetivo de las redes Mesh es llegar a todos los rincones del sitio con varios AP en una "malla" (mesh).
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Diferencias entre tipos de enlace</mark>
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En redes inalámbricas hay problemas de obstáculos y distancia, ya que si hubiese tres equipos A,B,C, A y C no "se ven" y como la señal se debilita con la distancia entre ellos o el obstáculo entre ellos no se pueden comunicar.
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| Obstáculo | Distancia |
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| ------------------------------------ | ------------------------------------ |
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| ![[Pasted image 20250314121904.png]] | ![[Pasted image 20250314121916.png]] |
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## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Code Division Multiple Access (CDMA)</mark>
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Código único asignado a cada usuario. Todos los usuarios comparten la misma frecuencia pero cada uno tiene una frecuencia de chip para codificar los datos. Permite a usuarios coexistir y transmitir simultáneamente.
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- **Señal codificada:** datos originales x secuencia de chip
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- **Decodificación:** producto escalar entre la señal codificada y la secuencia de chip
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![[Pasted image 20250314122451.png]] |