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Questions and Answers
¿Cuál es la función principal de la Capa Física en el modelo OSI?
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¿Qué característica define un servicio orientado a conexión en el modelo OSI?
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¿Qué es una PDU en el contexto del modelo OSI?
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¿Qué función desempeña la Capa de Presentación en el modelo OSI?
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¿Qué se entiende por SAP (Punto de Acceso al Servicio)?
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En el modelo OSI, ¿qué tipo de información se relaciona con las primitivas de servicio?
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¿Qué propósito tiene la técnica de Piggybacking en el modelo OSI?
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¿Cómo se organizan las capas en el modelo OSI?
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¿Cuál es la función principal del registro SPF en la gestión de correos electrónicos?
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¿Qué paso sigue al DHCP Offer en el proceso de asignación de direcciones IP?
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¿Qué define un RFC en el contexto de Internet?
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¿Cómo se diferencia SFTP de FTPS?
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¿Cuál es la función de un RIR en la estructura de Internet?
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¿Cuál es la longitud de las direcciones en el protocolo IPv6?
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¿Qué método permite a un dispositivo obtener una dirección IPv6 sin un servidor DHCPv6?
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¿Qué dirección se utiliza para identificar un grupo de interfaces en IPv6?
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¿Cuál es la función principal de la capa de transporte en la arquitectura TCP/IP?
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¿Qué define el protocolo HDLC en su modo de operación normal (NRM)?
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¿Cuál es el propósito del protocolo NDP (Neighbor Discovery Protocol)?
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¿Cuál es una característica del método 6to4?
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¿Cuál es la característica principal del direccionamiento IPv4?
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¿Qué técnica combina múltiples direcciones IP más pequeñas en una única dirección IP más grande?
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¿Qué tipo de dirección es la formada por el prefijo FE80::/10 en IPv6?
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¿Qué se puede afirmar sobre el límite de saltos en el encabezado IPv6?
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¿Cuál es el propósito del protocolo ARP en una red?
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¿Cuál de las siguientes direcciones IPv6 es una dirección de loopback?
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¿Qué describe la máscara de red en un direccionamiento IPv4?
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¿Qué función cumplen los protocolos de enrutamiento como RIP y OSPF?
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¿Qué protocolo o método permite traducir paquetes de red de IPv4 a IPv6?
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¿Qué representa el formato de dirección IPv6 2002::{IPv4}?
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¿Cuál es la función del protocolo ICMP en las redes?
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¿Qué hace el subnetting en una red?
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¿Qué caracteriza a una dirección IP de clase A?
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¿Cuál es la principal función del protocolo ICMP?
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¿Qué caracteriza al protocolo TCP?
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¿Cuál de las siguientes afirmaciones sobre el protocolo UDP es correcta?
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¿Qué tipo de registros DNS se utilizan para la entrega de correos electrónicos?
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¿Cuál es el propósito de los protocolos de enrutamiento de estado de enlace?
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¿Qué puerto utiliza el protocolo BGP?
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¿Cuál es el rango de puertos para servicios bien conocidos?
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¿Qué realiza el sistema DNS al no encontrar una dirección IP en la caché?
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¿Qué tipo de mensaje ICMP se utiliza comúnmente para la funcionalidad de ping?
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Study Notes
Modelo OSI
- Es un estándar teórico que define las funciones de cada capa en la interconexión de sistemas abiertos.
- No establece protocolos específicos.
- Se organiza en capas, donde la PDU de la capa de enlace incluye todas las PDUs de las capas superiores.
- Las tres primeras capas se utilizan para encaminar, mientras que las capas superiores son exclusivas de los nodos origen y destino.
Servicios ofrecidos por las capas
- Los servicios pueden ser orientados a conexión o no orientados a conexión, y pueden ser confirmados o no confirmados.
- Orientado a conexión: Establece una conexión previa a la transmisión de datos.
- No orientado a conexión: No requiere conexión previa.
- Técnica Piggybacking: Envía acuses de recibo dentro de las tramas de información.
- Primitivas de servicio: Comunicación entre capas adyacentes mediante request, indication, response y confirm.
Estructura de capas
- Capa Física: Transmisión y recepción de bits, detección de errores en señales eléctricas.
- Capa Enlace: Transmisión confiable de datos entre dispositivos, delimitación de tramas, detección y corrección de errores.
- Capa Red: Transferencias de datos entre redes, control de congestión y calidad de servicio.
- Capa Transporte: Transferencia entre dispositivos finales, confiabilidad, segmentación y control de flujo.
- Capa de Sesión: Organización de conexiones, sincronización y manejo de errores.
- Capa de Presentación: Representación y manipulación de datos, cifrado y conversión de formato.
- Capa de Aplicación: Servicios finales al usuario, interacción con la capa de presentación.
Principios generales del modelo OSI
- Las entidades en un nivel N ofrecen servicios a las entidades en el nivel N+1.
- Los subsistemas adyacentes se comunican a través de interfaces.
- Los subsistemas inferiores proporcionan servicios a los subsistemas superiores.
Protocolos
- Son conjuntos de normas que permiten la comunicación entre capas iguales de entidades diferentes, utilizando PDUs.
- Tipos de protocolos: Incluyen HDLC, CLNS, X.25, y protocolos de la capa de aplicación como SNMP y FTP.
- Protocolos de enrutamiento: RIP y OSPF intercambian información de encaminamiento.
- Protocolos específicos: ICMP, RTP, y SIP son esenciales para funciones específicas en redes.
Arquitectura TCP/IP
- Es un conjunto de protocolos que permite la interconexión de dispositivos en redes y la transmisión de datos a través de Internet.
- Objetivos: Proporcionar servicios de comunicación universales, interconectar redes físicas y asegurar la continuidad de las conversaciones a pesar de la pérdida de hardware.
Capas TCP/IP
- Capa de acceso al medio: Especifica las características del hardware utilizado para la red. Asimilable a las capas 1 y 2 del modelo OSI.
- Capa de Internet: También conocida como capa de red o capa IP. Ejecuta funciones de encaminamiento y fragmentación. Acepta y transfiere paquetes para la red. Asimilable a la capa 3 del modelo OSI.
- Capa de transporte: Realiza el control de flujo, de errores, de congestión y de conexión extremo a extremo. Garantiza que los paquetes lleguen a su destino en secuencia y sin errores. Asimilable a la capa 4 del modelo OSI.
- Capa de aplicación: Define las aplicaciones de red y los servicios de Internet estándar que puede utilizar un usuario. Asimilable a las capas 5, 6 y 7 del modelo OSI.
Protocolos del nivel de enlace
- Se encarga de las funciones necesarias para acceder al medio físico de la red y transmitir los datos a través de él.
- Nivel LLC: Responsable de identificar y encapsular los protocolos de la capa de red, controla la verificación de errores y la sincronización de tramas.
- Nivel MAC: Controla cómo los dispositivos en una red obtienen acceso al medio y permiso para transmitir datos.
- Protocolo HDLC: Define tres tipos de estaciones: primaria, secundaria y combinada
- Modos de operación de HDLC: Modo de respuesta normal (NRM), modo balanceado asíncrono (ABM) y modo de respuesta asíncrono (ARM).
- Switching: Intercambia BPDUs (Bridge Protocol Data Unit) para evitar bucles.
- Protocolo STP: Utilizado en redes de conmutadores Ethernet para evitar bucles.
- Resolución de direcciones: ARP (IP → MAC) y RARP (MAC → IP)
- Gestión de tráfico: Permite definir un nivel de organización lógico en la red, como VLAN (802.1Q).
Protocolo IP v4
- Cada host en una red TCP/IP tiene dos direcciones: una física (MAC) y una IP.
- Direcciones IP: Pueden ser públicas o privadas, estáticas o dinámicas.
- Datagrama IPv4: La capa de red fragmenta mensajes en datagramas IP.
-
Características del datagrama IPv4:
- RFC 791 establece que las direcciones IP son de 32 bits.
- No orientado a conexión y servicio no fiable.
- No implementa control de errores, congestión o flujo.
- Implementa fragmentación si supera el tamaño máximo negociado.
- Formato de la cabecera del datagrama IPv4: Versión, IHL, DSField, ECN, longitud total, identificación, bits de fragmentación, TTL, protocolo, suma de comprobación, direcciones de origen y destino.
- Direccionamiento IPv4: Utiliza un modelo classful con clases A, B, C, D y E.
- Direcciones IP especiales: 0.0.0.0, loopback, direcciones reservadas para pruebas.
- Direcciones IP privadas según RFC 1918.
- Máscara de red: Indica qué parte de la dirección IP es de red y qué parte es de host.
- Direcciones APIPA: Asignadas automáticamente cuando no se encuentra un servidor DHCP, rango oficial 169.254.0.0/16.
Subnetting
- Consiste en dividir redes en subredes utilizando bits de la parte de host.
- FLSM: Máscara de longitud fija, todas las subredes son del mismo tamaño.
- Máscara wildcard: Utilizada para crear ACLs en un router.
- VLSM: Máscara de subred de longitud variable, permite subredes de diferentes tamaños.
Supernetting
- Técnica que combina múltiples direcciones IP más pequeñas en una sola dirección IP más grande.
- Optimiza el enrutamiento al reducir entradas en las tablas de enrutamiento.
- Requiere soporte para CIDR en los routers.
Técnica de traducción de direcciones NAT
- Traduce direcciones de red y de transporte entre redes IP diferentes.
-
Source NAT: Cambia la dirección IP de origen.
- SNAT estático y dinámico: Tipos de Source NAT.
- Destination NAT: Redirige tráfico de red entrante.
Protocolo IPv6
- El protocolo IPv6 se define en las RFC 2460 y RFC 3513, complementado por la RFC 2373, que especifica su arquitectura.
- Este protocolo introduce direcciones de 128 bits, lo que resuelve la limitación de direccionamiento de IPv4.
-
Características del IPv6:
- Direcciones de 128 bits (16 bytes) y cabeceras de 40 bytes.
- Facilita la autoconfiguración de dispositivos, tanto stateful (con DHCPv6) como stateless (sin intervención).
- Formato de cabecera simplificado y capacidad de etiquetado de flujo para mejorar el rendimiento.
- Mejora en el enrutamiento y procesamiento, con reducción del tiempo de proceso de cabecera y sin fragmentación intermedia.
- Mejoras en seguridad, autenticación, integridad y confidencialidad.
- Soporte para QoS (Quality of Service) y CoS (Class of Service).
- Introducción de jumbogramas, que son paquetes mayores a 64KB.
- Cada interfaz necesita al menos una dirección unicast, y puede tener múltiples direcciones de cualquier tipo (unicast, multicast, anycast).
- Eliminación de la dirección broadcast y mejora de los mecanismos multicast.
Datagrama IPv6. Formato
- El formato de la cabecera del datagrama IPv6 se define en la RFC 8200 y sigue un orden específico si hay cabeceras de extensión.
- Formato de la cabecera fija: Versión, Clase de tráfico/prioridad, Etiqueta de flujo, Longitud de carga útil, Cabecera siguiente, Límite de saltos, Direcciones de origen y destino.
Direccionamiento IPv6: RFC 3513
- El direccionamiento IPv6 utiliza direcciones de 128 bits y se mueve en formato hexadecimal.
- Se eliminan las direcciones de broadcast y se introducen varios tipos de direcciones.
-
Tipos de direcciones:
- Unicast: identifica unívocamente a una interfaz IPv6.
- Link Local: formato FE80::/10, no enrutable, permite comunicación en el mismo enlace.
- Unique Local: formato FC00::/7, enrutable en la red privada.
- Global: direcciones públicas, formato 2000::/3.
- Multicast: identifica un grupo de interfaces IPv6, formato FF00::/8.
- Anycast: un interface dentro de un grupo, mismo formato que multicast.
- Partes de una dirección IPv6: Prefijo de enrutamiento global, identificador de subred y identificador de interfaz.
Notación de direcciones IPv6
- Las normas de compresión de IPv6 permiten simplificar la representación de direcciones, eliminando grupos de ceros y utilizando "::" para representar múltiples ceros.
Direcciones especiales
- Loopback: 0:0:0:0:0:0:0:1 => ::1 => ::1/128.
- Dirección sin especificar: 0:0:0:0:0:0:0:0 => :: => ::/128.
- Direcciones IPv6 compatibles con IPv4: ::205.2.30.4, donde los primeros 96 bits son ceros.
- Direcciones IPv6 mapeadas desde IPv4: 0:0:0:0:0:FFFF:205.2.30.4, donde los primeros 80 bits son ceros y los siguientes 16 son unos.
Configuración de interfaces
- La configuración de interfaces en IPv6 se realiza mediante SLAAC y el Protocolo NDP (Neighbor Discovery Protocol).
- SLAAC: Método que permite a un dispositivo obtener una dirección IPv6 de unidifusión global sin un servidor DHCPv6.
-
Protocolo NDP: Protocolo para descubrir otros dispositivos en la red local y determinar direcciones de capa de enlace.
- RA (Router Advertisement): Anuncios enviados por routers para proporcionar información de configuración.
- RS (Router Solicitation): Solicitudes enviadas por dispositivos para obtener información de configuración.
- NS (Neighbor Solicitation): Solicitudes para obtener direcciones de capa de enlace de vecinos específicos.
- NA (Neighbor Advertisement): Respuestas a solicitudes de NS, proporcionando direcciones de capa de enlace.
- RM (Redirect Message): Mensajes enviados por routers para informar sobre rutas más eficientes.
- EUI 64: Método para generar automáticamente una dirección IPv6 a partir de la dirección MAC, definido por el RFC 2373. Separa la MAC en dos bloques y añade 16 bits reservados. El séptimo bit de la izquierda se invierte para indicar el bit universal/local.
Transición IPv4 → IPv6
- La transición de IPv4 a IPv6 es crucial debido a la escasez de direcciones IPv4.
- Método Stateless IP/ICMP Translation (SIIT): Permite convertir direcciones IPv4 a IPv6, creando una dirección llamada mapped-address.
-
Método 6to4: Técnica de transición que permite el tráfico IPv6 a través de redes IPv4 mediante encapsulamiento de paquetes IPv6 en datagramas IPv4.
- Se basa en tunneling para encapsular paquetes.
- Formato de dirección IPv6: 2002 (16 bits) + IPv4 del interfaz del router frontera en hexadecimal (32 bits) + SubnetID (16 bits) + InterfaceID (64 bits).
Protocolos de enrutamiento
- Son esenciales para la comunicación entre redes.
- Se dividen en dos categorías: vector distancia y estado de enlace.
- Vector distancia: Cada nodo mantiene una tabla de enrutamiento que indica la distancia y el camino óptimo hacia otros nodos. Envía la tabla de enrutamiento completa a cada vecino.
- Estado de enlace: Cada nodo mantiene información detallada sobre sus vecinos y conexiones. No envían la tabla completa, solo cambios en la red. Construyen un "mapa" de la red para calcular caminos óptimos.
-
Protocolos de enrutamiento exterior: Utilizados para enrutar paquetes a través de redes grandes y complejas.
- Algoritmos de exterior (EGP): Se dan entre sistemas autónomos (AS).
- BGP: Utiliza TCP en el puerto 179.
- OSPF: Se descompone en áreas y utiliza direcciones multicast 224.0.0.5 y 224.0.0.6.
-
RIPv2: Envía la tabla de enrutamiento completa por multicast a 224.0.0.9.
- Límite máximo de saltos en RIP es 15.
Protocolo de control ICMP
- Se encarga de informar sobre errores en la entrega de mensajes y transporta mensajes de control.
-
Características del ICMP:
- Informa si un datagrama no puede alcanzar su destino.
- Indica si un dispositivo de encaminamiento no puede almacenar temporalmente.
- Proporciona información sobre rutas más cortas.
- Formato del mensaje ICMP: Tipo de mensaje, Código, Checksum, Datos.
- Ejemplos de mensajes ICMP: Tipos 8/0 para ping, Tipo 11 para traceroute, Tipo 3 con código 4 para "Fragmentation Needed", Tipos 133, 134, 135, 136, 137 para mensajes de enrutador y vecino.
Otros protocolos
- ARP (v4): Protocolo de resolución de direcciones (IP → MAC).
- RARP (v4): Protocolo de resolución de direcciones inversa (MAC → IP).
- ND (v6): Descubrimiento de vecinos, equivalente a ARP en IPv6.
- DHCP: Protocolo de configuración dinámica de host para asignar direcciones IP.
- IGMP (v4): Protocolo de gestión de grupos en Internet.
- EIGRP: Protocolo propietario de Cisco para sustituir IGRP.
- MLD: Descubrimiento de oyentes multicast.
TCP y UDP
-
TCP: Protocolo orientado a la conexión que ofrece un servicio fiable extremo a extremo.
-
Características de TCP:
- Orientado a la conexión y full-duplex.
- Control de errores, flujo y congestión.
- Segmentación y reensamblaje de paquetes.
- Establecimiento y cierre de la conexión.
- Cabecera TCP: Varía entre 20 y 60 bytes, incluye flags importantes como URG, FIN, RST, PSH, ACK, SYN.
- Mecanismo de sincronización: Establecimiento de conexión mediante un proceso de handshake que determina números de secuencia.
- Ventana de tamaño (Window size): Cantidad máxima de datos que se pueden enviar sin confirmación.
- Control de congestión: Mecanismos basados en flags ECE y CWR.
-
Características de TCP:
-
UDP: Protocolo de transporte que proporciona comunicación sencilla entre aplicaciones.
-
Características de UDP:
- No garantiza el transporte fiable de información.
- Poco overhead en comparación con TCP.
- Encapsulado sobre IP, con número de protocolo 17.
- Utilizado para aplicaciones en tiempo real.
- Protocolos que utilizan UDP: SNMP, RIP, DNS, NFS, DHCP, NTP, RTP, QUIC.
-
Características de UDP:
Tabla de puertos
- Los puertos son puntos de comunicación que facilitan la transferencia de datos entre dispositivos en una red.
- Cada puerto se identifica mediante un número de 16 bits, lo que permite un total de 65,536 puertos.
-
Clasificación de puertos:
- Well Known Ports: Rango de 0 a 1023, asignados por IANA para servicios comunes.
- Registered Ports: Rango de 1024 a 49151, utilizados por aplicaciones registradas.
- Dynamic Ports: Rango de 49152 a 65535, también conocidos como puertos privados.
DNS - Sistema de nombre de dominio
- Es un sistema jerárquico que traduce nombres de dominio en direcciones IP numéricas, facilitando la navegación en Internet.
- La configuración del sistema se encuentra generalmente en el archivo /etc/resolv.conf en sistemas Unix y Linux.
-
Funcionamiento del DNS:
- El sistema verifica primero el archivo /etc/hosts para ver si el nombre de dominio está definido.
- Si no está en la caché, se consulta a los servidores DNS especificados en /etc/resolv.conf.
- Ejemplo de consulta: Acceso a www.example.com. El resolver consulta a un servidor DNS, como 8.8.8.8 (servidor público de Google). Si el servidor no tiene la respuesta, inicia consultas recursivas a servidores raíz, TLD y autoritativos.
-
Proceso de resolución de DNS:
- Consulta al servidor DNS: "¿Cuál es la dirección IP de www.example.com?"
- Recursión en el DNS: el servidor raíz dirige al servidor TLD, que a su vez dirige al servidor autoritativo.
- El servidor autoritativo responde con la dirección IP correspondiente.
Registros DNS
- Los registros DNS son esenciales para la gestión de dominios y la entrega de servicios en la red.
- Registro A: Especifica direcciones IP V4 para dominios y subdominios.
- Registros MX: Indican a qué servidores de correo electrónico (MTA) deben entregarse los correos electrónicos.
- Registro CNAME: Funciona como un alias para nombres de dominio que comparten la misma dirección IP.
- Registro TXT: Almacena información de texto arbitraria relacionada con un dominio.
- Registro SPF: Previene ataques de spoofing (suplantación de identidad) validando el correo electrónico.
- Registro AAAA: Mapea un nombre de dominio a una dirección IP (IPv6).
- Registro SRV: Indica los servicios ofrecidos bajo un dominio.
- Registro CAA: Restringe qué entidades pueden expedir certificados para un dominio.
- Registro SOA: Incluye información importante sobre el dominio, como el responsable y el servidor de nombres primario.
DHCP
-
El protocolo DHCP (Protocolo de Configuración Dinámica de Host) se utiliza para asignar direcciones IP a dispositivos en una red de forma automática.
-
Puertos: El servidor DHCP escucha en el puerto 67 y los clientes en el 68.
-
Métodos de asignación de direcciones IP:
- Manual o estática: Asignación fija basada en la dirección MAC.
- Automática: Asignación temporal de una dirección IP de un pool hasta que el cliente la libera.
- Dinámica: Reutilización de direcciones IP con un tiempo de "préstamo".
-
Cómo trabaja DHCP:
- Descubrimiento (DHCPDISCOVER): El cliente envía una solicitud a todos los servidores DHCP.
- Oferta (DHCPOFFER): Los servidores ofrecen una dirección IP y el tiempo de arrendamiento.
- Solicitud (DHCPREQUEST): El cliente selecciona una IP y notifica a otros servidores.
- ACK (DHCPACK): El servidor confirma la asignación de la dirección IP al cliente.
FTP
- El protocolo FTP (Protocolo de Transferencia de Archivos) permite la transferencia de archivos entre un cliente y un servidor.
-
Modos de transferencia:
- Modo pasivo: El cliente inicia la comunicación con el comando PASV.
- Modo activo: El cliente inicia la comunicación con el comando PORT.
- FTPS: FTP con SSL.
- SFTP: Protocolo de transferencia segura de archivos sobre SSH.
- SCP: Protocolo de copia segura para transferir archivos entre hosts.
RFC y RIR
- RFC (Request For Comments): Documentos numerados que describen y definen protocolos, conceptos, métodos y programas de Internet.
- La gestión de los RFC la realiza la IETF (Internet Engineering Task Force), que es el consorcio de colaboración técnica más importante de Internet.
- RIR (Regional Internet Registry): Organizaciones que supervisan la asignación y el registro de recursos de números de Internet dentro de una región particular del mundo.
- Los RIR son responsables de la distribución de direcciones IP y otros recursos relacionados con Internet en sus respectivas regiones.
- Su función es crucial para garantizar que los recursos de Internet se gestionen de manera eficiente y equitativa.
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