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🌐 Píldora TAI — Dispositivos de red, capas OSI y conceptos adyacentes

Este tema es muy preguntable en TAI porque mezcla:

• dispositivos de red
• capas OSI / TCP-IP
• medios físicos
• función real de cada equipo
• preguntas trampa sobre hub, switch, router, gateway, repetidor, bridge, firewall, módem, punto de acceso, etc.

La clave no es memorizar nombres sin más, sino saber:

1. qué hace cada dispositivo
2. en qué capa trabaja principalmente
3. qué unidad de información maneja
4. qué problemas resuelve
5. con qué otros dispositivos se confunde

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1. Modelo OSI y unidades de datos

Capa 1. Física

Se encarga de la transmisión de bits por el medio físico.

• cableado
• conectores
• señales eléctricas/ópticas/radio
• repetición y regeneración de señal

Unidad de datos: bit

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Capa 2. Enlace de datos

Se encarga de:

• acceso al medio
• direccionamiento físico (MAC)
• detección de errores a nivel de trama
• conmutación local

Unidad de datos: trama

Subcapas clásicas:

• LLC
• MAC

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Capa 3. Red

Se encarga de:

• direccionamiento lógico (IP)
• encaminamiento entre redes
• selección de rutas

Unidad de datos: paquete

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Capa 4. Transporte

Se encarga de:

• comunicación extremo a extremo
• control de flujo
• control de errores extremo a extremo
• multiplexación por puertos

Unidad de datos: segmento (TCP) / datagrama (UDP)

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Capas 5, 6 y 7

En muchos tests prácticos se agrupan como capas altas.

• Sesión
• Presentación
• Aplicación

Aquí viven los protocolos de usuario:

• HTTP/HTTPS
• FTP
• SMTP
• DNS
• SSH
• etc.

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2. Relación rápida OSI ↔ TCP/IP

TCP/IP

• Acceso a red ≈ OSI 1 + 2
• Internet ≈ OSI 3
• Transporte ≈ OSI 4
• Aplicación ≈ OSI 5 + 6 + 7

⚠️ Trampa:
TAI pregunta mucho mezclando capas OSI y protocolos TCP/IP.

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3. Dispositivos de red principales

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3.1 Repetidor (Repeater)

Función

Regenera o amplifica la señal para que llegue más lejos.

Capa

Capa 1 (Física)

Qué hace

• recibe señal debilitada
• la reconstruye/regenera
• la vuelve a emitir

Qué NO hace

• no interpreta direcciones MAC
• no filtra tráfico
• no toma decisiones de encaminamiento
• no separa dominios de colisión ni de broadcast de forma inteligente

Idea examen

Solo extiende alcance físico.

Trampa típica

No confundir con switch o bridge.

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3.2 Concentrador (Hub)

Función

Conecta varios equipos físicamente, pero reenvía todo a todos.

Capa

Capa 1

Qué hace

• actúa como repetidor multipuerto
• cuando recibe una señal por un puerto, la replica por los demás

Consecuencias

• todos comparten ancho de banda
• un único dominio de colisión
• poca eficiencia
• inseguro comparado con switch

Idea examen

Hub = repetidor multipuerto = capa 1

Trampa

Muchos confunden hub con switch.
El hub no aprende MAC, el switch sí.

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3.3 Puente (Bridge)

Función

Une segmentos de red y filtra tráfico según direcciones MAC.

Capa

Capa 2 (Enlace)

Qué hace

• lee direcciones MAC
• decide si reenvía o no una trama entre segmentos
• reduce colisiones entre segmentos

Idea examen

Es el antecedente conceptual del switch.

Trampa

Bridge y switch son parecidos, pero el switch puede verse como un bridge multipuerto.

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3.4 Conmutador (Switch)

Función

Conecta equipos dentro de una LAN y conmuta tramas según MAC.

Capa

Principalmente capa 2

Qué hace

• aprende direcciones MAC
• construye tabla MAC/CAM
• envía la trama solo por el puerto adecuado
• reduce colisiones
• mejora rendimiento frente a hub

Características

• cada puerto puede constituir su propio dominio de colisión
• normalmente mantiene un único dominio de broadcast por VLAN
• soporta VLANs en muchos casos
• algunos switches avanzados operan también en capa 3

Idea examen

Switch = capa 2 = MAC = tramas

Trampa típica

No enruta entre redes IP distintas salvo que sea multilayer/L3 switch.

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3.5 Router / Encaminador

Función

Interconecta redes distintas y decide rutas en función de IP.

Capa

Capa 3 (Red)

Qué hace

• trabaja con direcciones IP
• reenvía paquetes entre redes
• separa dominios de broadcast
• puede aplicar NAT, ACL, routing dinámico, etc.

Idea examen

Router = capa 3 = IP = paquetes

Trampas

• no trabaja principalmente con MAC como criterio final de encaminamiento
• no se usa para “amplificar señal”
• no es lo mismo que gateway, aunque a veces en lenguaje coloquial se mezclen

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3.6 Pasarela (Gateway)

Función

Interconecta sistemas, redes o aplicaciones con protocolos, formatos o arquitecturas diferentes.

Capa

No tiene una sola capa fija.
Puede actuar en capas altas, o de forma transversal.

Qué hace

• traduce protocolos
• adapta formatos
• comunica entornos heterogéneos

Ejemplos

• red no Ethernet con Ethernet
• correo entre sistemas distintos
• conversión entre protocolos industriales y TCP/IP
• integración entre tecnologías incompatibles

Idea examen

Si el enunciado habla de tecnologías diferentes o traducción/adaptación, piensa en gateway.

Trampa típica

No confundir con:

• router: conecta redes IP
• switch: conmuta dentro de LAN
• gateway: traduce/adapta entre sistemas distintos

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3.7 Cortafuegos (Firewall)

Función

Controla y filtra el tráfico según reglas de seguridad.

Capa

Puede trabajar en varias:

• capa 3
• capa 4
• incluso capa 7 en firewalls avanzados

Qué hace

• filtra por IP
• filtra por puertos
• inspecciona estados
• puede inspeccionar aplicación

Qué NO hace como función principal

• no se usa para unir medios físicos distintos
• no sustituye a router, switch o gateway funcional

Tipos

• filtrado de paquetes
• stateful inspection
• proxy/application firewall
• NGFW

Idea examen

Firewall = seguridad y filtrado, no interconexión física heterogénea.

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3.8 Módem

Función

Modula y demodula señales para adaptar datos digitales a determinados medios de transmisión.

Capa

Principalmente capa 1

Idea examen

Muy clásico en accesos por línea telefónica/cable.

Trampa

No confundir con router, aunque muchos equipos domésticos combinen ambos.

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3.9 Punto de acceso (Access Point, AP)

Función

Permite conectar dispositivos inalámbricos a una red cableada.

Capa

Normalmente capa 2

Qué hace

• puente entre red Wi-Fi y Ethernet
• gestiona asociación inalámbrica

Idea examen

AP = puente entre mundo inalámbrico y LAN cableada

Trampa

No necesariamente enruta; muchas veces solo “puentea”.

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3.10 NIC / Tarjeta de red

Función

Permite a un equipo conectarse a la red.

Capa

Capas 1 y 2

Qué aporta

• interfaz física
• dirección MAC
• acceso al medio

Idea examen

La NIC participa en transmisión física y enlace.

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3.11 Proxy

Función

Intermediario entre cliente y servidor, normalmente en capas altas.

Capa

Habitualmente capa 7

Qué hace

• recibe peticiones
• las reenvía
• puede cachear, filtrar, autenticar, ocultar clientes

Tipos

• proxy directo
• proxy inverso

Trampa

No es lo mismo que firewall, aunque a veces colaboren.

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3.12 Balanceador de carga

Función

Distribuye tráfico entre varios servidores.

Capa

Puede trabajar en:

• capa 4 (TCP/UDP)
• capa 7 (HTTP/HTTPS)

Idea examen

No es dispositivo OSI “clásico” de manual antiguo, pero sí muy relevante hoy.

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4. Tabla resumen rápida

Dispositivo	Capa OSI principal	Función clave	Qué maneja
Repetidor	1	Regenerar señal	Bits
Hub	1	Repetir a todos los puertos	Bits
Módem	1	Modular/demodular señal	Bits
NIC	1-2	Conectar el equipo a la red	Bits / tramas
Bridge	2	Unir segmentos y filtrar por MAC	Tramas
Switch	2	Conmutar por MAC	Tramas
AP	2	Unir Wi-Fi y Ethernet	Tramas
Router	3	Encaminar entre redes IP	Paquetes
Firewall	3/4/7	Filtrar tráfico	Paquetes/segmentos/datos
Gateway	Variable	Traducir/adaptar entre sistemas distintos	Depende
Proxy	7	Intermediación a nivel aplicación	Datos de aplicación
Balanceador	4/7	Repartir carga	Segmentos / datos app

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5. Dominios de colisión y broadcast

Dominio de colisión

Conjunto de equipos donde pueden producirse colisiones de trama.

• Hub: todos comparten el mismo dominio de colisión
• Switch: cada puerto separa colisiones

Dominio de broadcast

Conjunto de equipos que reciben una difusión de capa 2.

• Switch: mantiene el broadcast dentro de su dominio/VLAN
• Router: separa dominios de broadcast

Regla rápida TAI

• Switch rompe colisiones
• Router rompe broadcasts

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6. MAC, IP y puertos

MAC

• capa 2
• dirección física
• usada por switch/bridge

IP

• capa 3
• dirección lógica
• usada por router

Puerto TCP/UDP

• capa 4
• identifica servicio/proceso
• usado por transporte y filtrado avanzado

Idea examen

Preguntas muy típicas:

• switch → MAC
• router → IP
• firewall → IP/puertos/estado
• proxy → aplicación

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7. Medios físicos y relación con dispositivos

Par trenzado

• Ethernet habitual
• UTP/STP

Coaxial

• usado históricamente en redes y aún en ciertos sistemas como CCTV

Fibra óptica

• gran velocidad y distancia
• inmune a interferencias electromagnéticas

Radio / Wi-Fi

• medio inalámbrico

Trampa típica

Si el problema es solo de alcance de señal, piensa en repetidor.
Si el problema es de unir tecnologías distintas, piensa en gateway.

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8. Diferencias clave que más preguntan

Hub vs Switch

• Hub: capa 1, repite todo, no entiende MAC
• Switch: capa 2, aprende MAC y envía solo donde toca

Switch vs Router

• Switch: dentro de LAN, MAC, capa 2
• Router: entre redes, IP, capa 3

Router vs Gateway

• Router: enruta paquetes entre redes IP
• Gateway: traduce o adapta entre sistemas/protocolos distintos

Repetidor vs Bridge

• Repetidor: capa 1, solo señal
• Bridge: capa 2, filtra por MAC

Firewall vs Proxy

• Firewall: filtra tráfico por reglas
• Proxy: intermedia peticiones de aplicación

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9. VLANs y switches

VLAN

Permiten segmentar lógicamente una red física.

Relación con switch

Los switches gestionables pueden:

• crear VLANs
• separar dominios de broadcast
• etiquetar tramas (802.1Q)

Trampa

La separación entre VLANs requiere:

• router
• o switch capa 3

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10. Switch de capa 3

Qué es

Un switch que, además de conmutar tramas, puede enrutar entre VLANs o redes.

Idea examen

Sigue siendo “switch”, pero con funciones de capa 3.

Trampa

No todos los switches son de capa 3.

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11. Seguridad y dispositivos

Firewall

Filtra tráfico

IDS / IPS

• IDS: detecta intrusiones
• IPS: detecta y bloquea

Proxy

Puede controlar salida web

Gateway de seguridad

Puede traducir/proteger entre mundos distintos

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12. Preguntas trampa clásicas TAI

1. ¿Qué dispositivo trabaja en capa 1 y regenera señal?

➡️ Repetidor

2. ¿Qué dispositivo conecta equipos de una LAN y aprende direcciones MAC?

➡️ Switch

3. ¿Qué dispositivo enruta paquetes entre redes IP?

➡️ Router

4. ¿Qué dispositivo permite comunicar redes o arquitecturas distintas?

➡️ Gateway

5. ¿Qué dispositivo repite tráfico a todos los puertos?

➡️ Hub

6. ¿Qué dispositivo separa dominios de broadcast?

➡️ Router
(o L3 switch, si el contexto lo permite)

7. ¿Qué dispositivo se usa como puente entre Wi-Fi y Ethernet?

➡️ Access Point

8. ¿Qué dispositivo filtra tráfico según reglas de seguridad?

➡️ Firewall

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13. Mini regla memorística

• Repetidor = alarga
• Hub = reparte a todos
• Bridge = une segmentos con MAC
• Switch = conmuta por MAC
• Router = enruta por IP
• Gateway = traduce mundos distintos
• Firewall = filtra
• AP = une Wi-Fi con LAN
• Proxy = intermedia aplicaciones

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14. Lo más importante para aprobar preguntas TAI

Si el enunciado menciona:

• señal / alcance / regeneración → repetidor
• todos los puertos / difusión ciega → hub
• MAC / LAN / conmutación → switch
• IP / rutas / redes distintas → router
• protocolos distintos / arquitecturas distintas / traducción → gateway
• seguridad / reglas / filtrado → firewall
• inalámbrico a cableado → AP
• intermediario web/app → proxy