📚 REDES, CPD Y CIBERSEGURIDAD — TAI

Clase magistral para el examen TAI

🎓 Cómo usar este documento: Lee la explicación de cada bloque temático y responde las preguntas antes de pasar al siguiente. Las soluciones comentadas están al final.

BLOQUE 1 — MODELO OSI

Las 7 capas del Modelo OSI

El modelo OSI (Open Systems Interconnection) divide las comunicaciones de red en 7 capas ordenadas de mayor a menor nivel de abstracción.

💡 Mnemotecnia (de abajo a arriba): Física Enlace Red Transporte Sesión Presentación Aplicación → "Fray Enrique Ruiz Tiene Seis Perros Amaestrados"

Comparativa OSI vs TCP/IP

💡 El modelo TCP/IP agrupa las 3 capas superiores de OSI en una sola capa de Aplicación, y las 2 capas inferiores en una sola capa de Acceso a la red.

Protocolos principales por capa TCP/IP

Capa Aplicación
├── HTTP (80) / HTTPS (443)   → Navegación web
├── FTP (20/21)               → Transferencia de ficheros
├── SMTP (25)                 → Envío de correo
├── POP3 (110) / IMAP (143)   → Recepción de correo
├── DNS (53)                  → Resolución de nombres
├── DHCP (67/68)              → Asignación dinámica de IP
├── SSH (22)                  → Acceso remoto seguro
├── Telnet (23)               → Acceso remoto (inseguro)
└── SNMP (161)                → Gestión de red

Capa Transporte
├── TCP   → Orientado a conexión, fiable (Three-way handshake: SYN → SYN-ACK → ACK)
└── UDP   → Sin conexión, más rápido, sin garantía de entrega

Capa Red (Internet)
├── IP    → Direccionamiento y enrutamiento (IPv4 / IPv6)
├── ICMP  → Mensajes de error y diagnóstico (usado por ping)
└── ARP   → Resolución de IP a MAC

Dispositivos por capa OSI

🧪 TEST — BLOQUE 1: Modelo OSI

1. ¿En qué capa del modelo OSI opera el protocolo IP?

• a) Capa 2 — Enlace de datos
• b) Capa 3 — Red
• c) Capa 4 — Transporte
• d) Capa 5 — Sesión

2. Un switch Ethernet toma sus decisiones de reenvío basándose en:

• a) Direcciones IP de origen y destino
• b) Puertos TCP/UDP
• c) Direcciones MAC de origen y destino
• d) Nombre de dominio del destinatario

3. ¿Qué capa del modelo OSI es responsable del cifrado de datos y la compresión?

• a) Capa 5 — Sesión
• b) Capa 6 — Presentación
• c) Capa 7 — Aplicación
• d) Capa 4 — Transporte

4. ¿Cuál es la diferencia principal entre TCP y UDP?

• a) TCP opera en la capa de red; UDP en la capa de transporte
• b) TCP es orientado a conexión y garantiza la entrega; UDP es sin conexión y más rápido
• c) TCP solo funciona con IPv4; UDP funciona con IPv4 e IPv6
• d) TCP usa direcciones MAC; UDP usa direcciones IP

5. ¿Qué protocolo se usa para resolver nombres de dominio (URL) a direcciones IP?

• a) ARP
• b) DHCP
• c) ICMP
• d) DNS

BLOQUE 2 — CABECERA IP (IPv4)

Estructura de la cabecera IPv4

El tamaño mínimo de la cabecera IP es de 20 bytes y el máximo de 60 bytes.

Los Flags de fragmentación (3 bits)

⚠️ Si un paquete tiene el bit DF=1 y necesita ser fragmentado para ser enrutado, se descarta y se notifica el error al origen mediante ICMP.

El campo Tipo de Servicio (8 bits)

Bits 0-2:  Precedencia (prioridad del paquete, de menor a mayor urgencia)
           000 = De rutina
           001 = Prioritario
           010 = Inmediato
           011 = Relámpago
           100 = Invalidación relámpago
           101 = Llamada crítica de emergencia
           110 = Control de trabajo de Internet
           111 = Control de red

Bit 3:     Retardo     (0=normal, 1=bajo)
Bit 4:     Rendimiento (0=normal, 1=alto)
Bit 5:     Fiabilidad  (0=normal, 1=alta)
Bits 6-7:  Reservados (no usados)

TTL — Time To Live

• Se establece al crear el paquete (valores típicos: 64 o 128)
• Cada router que procesa el paquete resta 1 al valor TTL
• Cuando TTL llega a 0, el paquete se descarta y el router envía un mensaje ICMP "Time Exceeded" al origen
• Previene bucles de enrutamiento infinitos

💡 El comando traceroute (Linux) / tracert (Windows) explota el funcionamiento del TTL enviando paquetes con TTL=1, 2, 3... para descubrir cada salto de la ruta.

Opciones de la cabecera IP

🧪 TEST — BLOQUE 2: Cabecera IP

6. ¿Cuántos bytes ocupa la cabecera IPv4 sin opciones?

• a) 8 bytes
• b) 16 bytes
• c) 20 bytes
• d) 32 bytes

7. Un paquete IP tiene el bit DF=1 (Don't Fragment) activado y llega a un router que necesita fragmentarlo para enviarlo por una red con una MTU menor. ¿Qué hace el router?

• a) Fragmenta el paquete igualmente e ignora el flag DF
• b) Descarta el paquete y notifica al origen mediante un mensaje ICMP
• c) Almacena el paquete hasta que encuentra una ruta sin necesidad de fragmentar
• d) Desactiva el flag DF y procede a la fragmentación

8. ¿Qué campo de la cabecera IP impide que los paquetes circulen indefinidamente por la red en caso de bucle de enrutamiento?

• a) Identificador
• b) Suma de control
• c) TTL (Time To Live)
• d) Flags

9. ¿Qué indica el bit MF=1 (More Fragments) en un paquete IP?

• a) El paquete no debe fragmentarse
• b) Este es el último fragmento del datagrama
• c) Le siguen más fragmentos del mismo datagrama
• d) El paquete ha sufrido errores de transmisión

10. ¿Cuál es el valor máximo posible del campo IHL (tamaño de cabecera) en IPv4, y a cuántos bytes corresponde?

• a) 10 palabras de 32 bits = 40 bytes
• b) 15 palabras de 32 bits = 60 bytes
• c) 20 palabras de 32 bits = 80 bytes
• d) El campo IHL no tiene valor máximo

BLOQUE 3 — CENTROS DE PROCESAMIENTO DE DATOS (CPD): ESTÁNDAR TIA-942

¿Qué es el estándar TIA-942?

El estándar ANSI/TIA-942 (aprobado en 2005, revisado cada 5 años) es una guía para el diseño e instalación de infraestructuras de centros de datos (Data Centers). Clasifica los CPD en cuatro niveles de fiabilidad llamados TIER.

💡 A mayor número de TIER → mayor disponibilidad → mayor coste de construcción y mantenimiento.

Los 4 niveles TIER

Características de cada TIER

TIER I — Básico
├── Un solo paso de corriente y distribución de aire (sin redundancia)
├── Sensible a interrupciones planificadas y no planificadas
├── Sin piso elevado obligatorio
├── Generador independiente
└── Debe cerrarse completamente para mantenimiento preventivo

TIER II — Componentes redundantes
├── Un solo paso de corriente con UN componente redundante (N+1 básico)
├── Menor sensibilidad a interrupciones
├── Incluye piso elevado, UPS y generador
└── El mantenimiento de alimentación requiere cierre de procesamiento

TIER III — Mantenimiento concurrente
├── Múltiples accesos de energía y refrigeración (solo uno activo)
├── Componentes redundantes N+1
├── Interrupciones planificadas sin corte de servicio
└── Las interrupciones no planificadas aún pueden causar problemas

TIER IV — Tolerante a errores
├── Múltiples rutas activas de corriente y refrigeración
├── Redundancia 2(N+1): dos UPS cada uno con redundancia N+1
├── Interrupciones planificadas Y no planificadas sin afectar a datos críticos
└── Puede sostener un caso imprevisto sin daños críticos

Los 4 subsistemas de soporte de un CPD (TIA-942)

Áreas funcionales de un CPD (TIA-942)

Áreas funcionales según TIA-942
├── Entrada(s) al centro
├── MDA — Main Distribution Area (área de distribución principal)
├── IDA — Intermediate Distribution Area (área de distribución intermedia)
├── HDA — Horizontal Distribution Area (área de distribución horizontal)
├── ZDA — Zone Distribution Area (opcional)
└── Cableado horizontal y backbone

Novedades de la revisión TIA-942A (2013)

🧪 TEST — BLOQUE 3: CPD y TIA-942

11. ¿Qué nivel TIER de la norma TIA-942 tiene una disponibilidad del 99,982% y permite realizar mantenimiento sin interrumpir el servicio?

• a) TIER I
• b) TIER II
• c) TIER III
• d) TIER IV

12. Según la norma TIA-942, ¿cuántos subsistemas de soporte componen la infraestructura de un CPD?

• a) 2 (eléctrico y mecánico)
• b) 3 (telecomunicaciones, eléctrico y mecánico)
• c) 4 (telecomunicaciones, arquitectura, eléctrico y mecánico)
• d) 5 (telecomunicaciones, arquitectura, eléctrico, mecánico y seguridad)

13. Un CPD TIER IV tiene redundancia en sus sistemas de alimentación ininterrumpida (UPS). ¿Cómo se expresa esta redundancia?

• a) N (sin redundancia)
• b) N+1 (un componente redundante)
• c) 2(N+1) — dos UPS cada uno con redundancia N+1
• d) N×2 (el doble de capacidad)

14. Según la revisión TIA-942A (2013), ¿qué tipos de fibra multimodo quedan prohibidos en los Data Centers?

• a) OM3 y OM4
• b) OM1 y OM2
• c) OM2 y OM3
• d) Solo OM1

15. ¿Cuál es el tiempo anual de parada máximo de un CPD TIER I?

• a) 52,56 minutos
• b) 1,6 horas
• c) 22,0 horas
• d) 28,82 horas

BLOQUE 4 — CIBERSEGURIDAD: CONCEPTOS FUNDAMENTALES

La tríada CIA: pilares de la seguridad de la información

💡 Estos tres pilares también se conocen como la tríada CIA (Confidentiality, Integrity, Availability). Junto con el No repudio y la Autenticación, conforman los principios básicos de la ciberseguridad.

Tipos de ataques

Principales tipos de malware

Ataques de red y web

Herramientas y mecanismos de seguridad

Cifrado y criptografía

⚠️ Diferencia clave AES vs RSA: AES es simétrico (una sola clave compartida). RSA es asimétrico (par de claves pública/privada).

Conceptos de gestión de seguridad

Normativa y legislación

Tipos de copias de seguridad y continuidad

Protocolos y tecnologías de red (ciberseguridad)

🧪 TEST — BLOQUE 4: Ciberseguridad

16. ¿Cuáles son los tres pilares fundamentales de la seguridad de la información (tríada CIA)?

• a) Confidencialidad, Integridad y Autenticación
• b) Confidencialidad, Integridad y Disponibilidad
• c) Cifrado, Integridad y Disponibilidad
• d) Confidencialidad, No repudio y Disponibilidad

17. Un malware que se replica y se propaga automáticamente por la red sin necesitar intervención humana se denomina:

• a) Virus
• b) Troyano
• c) Gusano (Worm)
• d) Ransomware

18. ¿Qué diferencia a un IDS de un IPS?

• a) El IDS opera en la capa de red; el IPS opera en la capa de aplicación
• b) El IDS solo detecta intrusiones; el IPS detecta y además bloquea
• c) El IDS es hardware; el IPS es software
• d) El IDS protege redes inalámbricas; el IPS protege redes cableadas

19. El cifrado AES es un algoritmo:

• a) Asimétrico de clave pública, equivalente a RSA
• b) De hash unidireccional, como SHA-256
• c) Simétrico de clave compartida
• d) De firma electrónica basado en certificados X.509

20. ¿Qué ataque consiste en manipular el servidor DNS para redirigir a los usuarios a páginas web fraudulentas aunque escriban correctamente la URL en el navegador?

• a) Phishing
• b) Spoofing de IP
• c) Pharming
• d) Session Hijacking

21. Una vulnerabilidad que es conocida únicamente por atacantes y desconocida por el fabricante del software (por lo que no existe parche disponible) se denomina:

• a) CVE
• b) Zero-day
• c) Exploit
• d) APT

22. ¿Qué caracteriza al ataque Man-in-the-Middle?

• a) Satura un servidor con miles de peticiones simultáneas
• b) Intercepta la comunicación entre emisor y receptor, pudiendo leer o modificar los datos
• c) Inyecta código malicioso en una base de datos a través de un formulario web
• d) Cifra los archivos del sistema y exige un rescate económico

23. ¿Qué normativa europea regula el tratamiento de datos personales y obliga a las organizaciones a proteger la privacidad de los ciudadanos?

• a) LSSI-CE
• b) LOPDGDD
• c) RGPD
• d) PCI DSS

24. ¿Qué es un honeypot en el contexto de la ciberseguridad?

• a) Un cortafuegos de nueva generación con múltiples capas de protección
• b) Un sistema trampa diseñado para detectar y registrar ataques de intrusos
• c) Un protocolo de cifrado para comunicaciones inalámbricas
• d) Un sistema de copias de seguridad automáticas en la nube

25. ¿Cuál es la diferencia entre Phishing y Spear Phishing?

• a) El Phishing usa correo electrónico; el Spear Phishing usa SMS
• b) El Phishing es genérico y masivo; el Spear Phishing está dirigido a una persona u organización concreta con información personalizada
• c) El Phishing roba contraseñas; el Spear Phishing roba dinero directamente
• d) No hay diferencia, son sinónimos

✅ SOLUCIONES COMENTADAS

1 → b) El protocolo IP opera en la capa 3 (Red) del modelo OSI. Es el responsable del direccionamiento lógico y el enrutamiento de paquetes entre redes. TCP y UDP operan en la capa 4 (Transporte).

2 → c) Los switches toman decisiones de reenvío basándose en las direcciones MAC (capa 2). Aprenden qué MAC está conectada en cada puerto y construyen una tabla MAC (CAM table). Los routers usan direcciones IP (capa 3).

3 → b) La capa 6 (Presentación) se encarga de la traducción de datos, el cifrado/descifrado y la compresión. Protocolos como SSL/TLS, JPEG o MPEG trabajan en esta capa.

4 → b) TCP es orientado a conexión (establece el Three-way handshake: SYN → SYN-ACK → ACK), garantiza la entrega ordenada y controla el flujo. UDP es sin conexión, sin garantía de entrega pero más rápido. DNS, streaming y VoIP usan UDP.

5 → d) DNS (Domain Name System) traduce nombres de dominio (como www.google.com) en direcciones IP. Opera en el puerto 53. ARP resuelve IP a MAC, DHCP asigna IPs, ICMP es para mensajes de error/diagnóstico.

6 → c) La cabecera IPv4 sin opciones tiene un tamaño de 20 bytes. El campo IHL mínimo es 5 palabras de 32 bits = 5 × 4 bytes = 20 bytes. Con opciones puede llegar hasta 60 bytes.

7 → b) Si un paquete tiene DF=1 (Don't Fragment) y el router necesita fragmentarlo, el router lo descarta y envía un mensaje ICMP de tipo "Fragmentation Needed" al origen. El origen deberá reducir el MTU de sus paquetes.

8 → c) El campo TTL (Time To Live) previene los bucles infinitos. Cada router decrementa el TTL en 1. Cuando llega a 0, el paquete es descartado y el router envía un ICMP "Time Exceeded" al origen.

9 → c) El bit MF=1 (More Fragments) indica que todavía hay más fragmentos del mismo datagrama por llegar. El último fragmento de una serie tiene MF=0. El primero de un datagrama no fragmentado también tiene MF=0.

10 → b) El campo IHL tiene 4 bits, por lo que su valor máximo es 15 (1111 en binario). 15 palabras de 32 bits = 15 × 4 bytes = 60 bytes. Esto significa que las opciones de la cabecera IP pueden ocupar hasta 40 bytes adicionales.

11 → c) TIER III (Mantenimiento concurrente) tiene una disponibilidad del 99,982% y permite realizar mantenimiento planificado sin interrumpir el servicio. TIER IV también permite esto pero además tolera interrupciones no planificadas.

12 → c) La norma TIA-942 define 4 subsistemas de soporte: telecomunicaciones, arquitectura, sistema eléctrico y sistema mecánico.

13 → c) Un CPD TIER IV tiene redundancia 2(N+1): dos sistemas UPS independientes, cada uno de ellos con redundancia N+1. Esto garantiza que ningún fallo único pueda interrumpir el servicio.

14 → b) La revisión TIA-942A (2013) prohíbe el uso de fibras OM1 y OM2 en Data Centers. Solo se permiten OM3 y OM4 (50/125 µm) con equipos de emisión LASER a 850 nm, por sus mejores prestaciones a alta velocidad.

15 → d) Un CPD TIER I puede estar inactivo hasta 28,82 horas al año. Es el nivel más básico, sin redundancia, sensible a interrupciones planificadas y no planificadas.

16 → b) Los tres pilares de la seguridad de la información son Confidencialidad, Integridad y Disponibilidad (tríada CIA). La autenticación y el no repudio son principios adicionales pero no forman parte de la tríada CIA.

17 → c) Un gusano (Worm) se propaga automáticamente por la red sin intervención humana, haciendo copias de sí mismo. Los virus necesitan un archivo infectado que el usuario ejecute. Los troyanos se disfrazan de software legítimo.

18 → b) La diferencia clave: el IDS (Intrusion Detection System) solo detecta y alerta sobre intrusiones pero no las bloquea. El IPS (Intrusion Prevention System) detecta y bloquea activamente, siendo una tecnología más cercana al firewall.

19 → c) AES (Advanced Encryption Standard) es un algoritmo de cifrado simétrico: usa la misma clave para cifrar y descifrar. RSA es asimétrico. SHA-256 es un hash. AES es el estándar de cifrado simétrico más usado actualmente.

20 → c) El Pharming manipula el DNS (servidor o archivo hosts) para redirigir silenciosamente al usuario a webs falsas aunque escriba correctamente la URL. El phishing engaña al usuario para que haga clic en un enlace falso.

21 → b) Una vulnerabilidad Zero-day (0-day) es desconocida para el fabricante y no tiene parche disponible. Es especialmente peligrosa porque el atacante puede explotarla sin que el usuario sepa que es vulnerable. El CVE es el listado de vulnerabilidades conocidas.

22 → b) En un ataque Man-in-the-Middle, el atacante se interpone en la comunicación entre dos partes, pudiendo escuchar, leer y modificar los mensajes sin que emisor ni receptor lo detecten. Se mitigación principal es el cifrado de extremo a extremo.

23 → c) El RGPD (Reglamento General de Protección de Datos) es la normativa europea de 2016 que regula el tratamiento de datos personales. La LOPDGDD es la ley española que transpone el RGPD. La LSSI-CE regula el comercio electrónico.

24 → b) Un honeypot (señuelo) es un sistema o recurso trampa deliberadamente atractivo para los atacantes. Su objetivo es detectar, registrar y analizar ataques reales, obteniendo información sobre las técnicas y herramientas usadas por los atacantes.

25 → b) El Phishing es masivo y genérico (se envía a miles de personas). El Spear Phishing está dirigido específicamente a una persona u organización concreta, usando información personalizada (nombre, cargo, empresa) para resultar más creíble y efectivo.

📊 TABLA FLASH FINAL — Datos clave Redes, CPD y Ciberseguridad