Redes_de_computadoras_Un_enfoque_descend

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Redes de computadoras 
Un enfoque descendente
7.a edición
James F. Kurose 
Keith W. Ross 
mos.cbook ey en:adorgscaDe
REDES DE COMPUTADORAS
Un enfoque descendente
SÉPTIMA EDICIÓN
 
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Redes de com putadoras. Un enfoque descendente, 7 Ed
Jam es F .Kurose; Keith W. Ross
PEARSON EDUCACI ÓN, S. A., Madrid, 2017
I SBN: 978-84-9035-528-2
I SBN e-Book: 978-84-9035-529-9
Materia: I nform át ica, 004
Páginas: 704Form ato: 215 x 270m m .
REDES DE COMPUTADORAS
Un enfoque descendente
SÉPTIMA EDICIÓN
JAMES F. KUROSE
University of Massachusetts, Amherst
KEITH W. ROSS
NYU and NYU Shanghai
REVISIÓN TÉCNICA
Carolina Mañoso Hierro
Profesora Titular de Universidad
Dpto. de Sistemas de Comunicación y Control
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática
Universidad Nacional de Educación a Distancia
Ángel Pérez de Madrid y Pablo
Profesor Titular de Universidad
Dpto. de Sistemas de Comunicación y Control
Escuela Técnica Superior de Ingeniería Informática
Universidad Nacional de Educación a Distancia
Boston Columbus Indianapolis New York San Francisco Hoboken
Amsterdam Cape Town Dubai London Madrid Milan Munich Paris Montréal Toronto
Delhi Mexico City São Paulo Sydney Hong Kong Seoul Singapore Taipei Tokyo
A Julie y a nuestras tres preciosidades 
—Chris, Charlie y Nina 
JFK
Un enorme AGRADECIMIENTO a mis profesores, 
colegas y estudiantes de todo el mundo.
KWR
Acerca de los autores
Jim Kurose
Jim Kurose es un distinguido profesor universitario de Ciencias de la Computación 
en la Universidad de Massachusetts, Amherst. Actualmente disfruta en la univer-
sidad de una excedencia y trabaja y trabaja como director adjunto en la US 
National Science Foundation, donde dirige la división de Ingeniería y ciencias de 
la computación y la información.
Kurose ha recibido numerosos reconocimientos por sus actividades en el 
campo de la educación, entre los que se incluyen el premio a la excelencia en 
la labor pedagógica de la Universidad Tecnológica Nacional (ocho veces), la 
Universidad de Massachusetts y la asociación Northeast Association of Graduate 
Schools. Ha recibido la Medalla Taylor Booth del IEEE a la Educación y es bien 
conocido por haber liderado la iniciativa Commonwealth Information Technology 
de Massachusetts. Ha ganado varios premios al mejor artículo y recibido el IEEE 
Infocom Achievement Award y el ACM Sigcomm Test of Time Award.
El Dr. Kurose ha sido editor jefe de las revistas IIEEE Transactions on 
Communications e IEEE/ACM Transactions on Networking. Ha participado 
varios años en los comités de programa de las conferencias EEE Infocom, ACM 
SIGCOMM, ACM Internet Measurement Conference y ACM SIGMETRICS. Es 
miembro del IEEE de la ACM. Entre sus intereses de investigación se incluyen las 
arquitecturas y protocolos de red, las medidas de red, las redes de sensores, la 
comunicación multimedia y el modelado y la evaluación de rendimiento. Es doctor 
en Ciencias de la Computación por la Universidad de Columbia.
Keith Ross
Keith Ross es el decano de Ingeniería y Ciencias de la Computación en NYU 
Shanghai y ostenta la cátedra Leonard J. Shustek en el departamento de Ingeniería 
y Ciencias de la Computación de NYU. Anteriormente trabajó en la Universidad 
de Pennsylvania (13 años), Eurecom Institute (5 años) y en la Universidad Poli-
técnica (10 años). Se graduó en la Universidad Tufts, tiene un máster por la 
Universidad de Columbia y es doctor en Ingeniería de Control y Computación por 
la Universidad de Michigan. Keith Ross fue también el fundador principal y primer 
consejero delegado de Wimba, que desarrolla aplicaciones multimedia en línea 
para e-learning y fue adquirida por Blackboard en 2010. 
Entre los intereses de investigación del profesor Ross se encuentran las redes 
sociales, las redes P2P, las medidas para Internet, las redes de distribución 
de contenido y el modelado estocástico. Es miembro de ACM y del IEEE, 
ha recibido el premio Infocom 2009 al mejor artículo de investigación y fue 
galardonado también en 2011 y 2008 con los premios al mejor artículo sobre 
Comunicaciones multimedia por la IEEE Communications Society. Ha sido 
miembro del comité editorial de numerosas revistas y de los comités de programa 
de numerosas conferencias, incluyendo IEEE/ACM Transactions on Networking, 
ACM SIGCOMM, ACM CoNext y ACM Internet Measurement Conference. 
También ha actuado como asesor de la Comisión Federal de Comercio de los 
EE.UU: para el tema de la compartición de archivos P2P.
Prefacio
Bienvenido a la séptima edición de Redes de computadoras: un enfoque descendente. Desde la 
publicación de la primera edición hace 16 años, nuestro libro ha sido adoptado por centenares de 
universidades, traducido a 14 idiomas y utilizado por más cien mil estudiantes y profesionales de 
todo el mundo. Hemos tenido noticias de muchos de estos lectores y estamos abrumados por su 
positiva respuesta.
Novedades en la séptima edición
Creemos que una razón importante de este éxito ha sido que nuestro libro continúa ofreciendo 
un enfoque novedoso y oportuno para la formación en el campo de las redes de computadoras. 
Hemos realizado cambios en esta séptima edición, pero también hemos conservado todo aquello que 
creemos que constituyen (y en lo que coinciden los estudiantes y los profesores que han utilizado 
nuestro libro) los aspectos más importantes del libro: su enfoque descendente, el hecho de que está 
centrado en Internet y en un tratamiento moderno de las redes de computadoras, su atención tanto a 
los principios como a la práctica y su estilo y enfoquepedagógico accesibles en lo que respecta al 
aprendizaje de las redes de computadoras. No obstante, hemos revisado y actualizado esta séptima 
edición de forma sustancial. 
Los lectores familiarizados con las ediciones anteriores del libro observarán que, por primera 
vez desde que publicamos este texto, hemos cambiado la organización de los propios capítulos. La 
capa de red, que antes se cubría en un único capítulo, ahora se trata en el Capítulo 4 (que se centra 
en el denominado “plano de datos” de la capa de red) y en el Capítulo 5 (centrado en el “plano de 
control” de la capa de red). Este tratamiento ampliado de la capa de red refleja el rápido crecimiento 
de la importancia de las redes definidas por software (SDN), tal vez el más importante y fascinante 
avance de las últimas décadas en el campo de las redes. Aunque se trata de una innovación relativa-
mente reciente, la tecnología SDN ha sido rápidamente adoptada en la práctica: tanto, que ya resulta 
difícil imaginar una introducción a las modernas redes de computadoras que no cubra SDN. El tema 
de la gestión de red, que antes se trataba en el Capítulo 9, ha sido ahora integrado en el nuevo Ca-
pítulo 5. Como siempre, hemos actualizado también muchas otras secciones del texto, para reflejar 
los recientes cambios que el dinámico campo de las redes ha experimentado desde la sexta edición. 
También como siempre, el material que ha sido retirado del texto impreso puede consultarse en el 
sitio web de acompañamiento del libro. Las actualizaciones más importantes son las siguientes:
• Hemos actualizado el Capítulo 1 para reflejar el alcance y utilización crecientes de Internet.
• El Capítulo 2, que trata la capa de aplicación, ha sido significativamente actualizado. Hemos 
eliminado el material sobre el protocolo FTP y las tablas hash distribuidas, para hacer sitio 
para una nueva sección sobre flujos de vídeo de nivel de aplicación y redes de distribución de 
contenido, junto con los casos de estudio de Netflix y YouTube. Las secciones de programación 
de sockets se han actualizado de Python 2 a Python 3.
• El Capítulo 3, dedicado a la capa de transporte, solo se ha actualizado ligeramente. El material 
sobre las redes de modo de transporte asíncrono (ATM) ha sido sustituido por material más 
moderno sobre la notificación explícita de congestión (ECN) de Internet, que enseña los mismos 
principios.
• El Capítulo 4 cubre el “plano de datos” de la capa de red: la función de reenvío en cada router que 
determina cómo se reenvía hacia uno de los enlaces de salida de un router un paquete que llegue 
a uno de los enlaces de entrada de ese router. Hemos actualizado el material sobre el reenvío 
tradicional de Internet incluido en todas las ediciones anteriores, y hemos añadido nuevo material 
x PREFACIO
sobre la planificación de paquetes. También hemos añadido una nueva sección sobre reenvío 
generalizado, como el utilizado en SDN. También hay numerosas otras actualizaciones por todo 
el capítulo. El material sobre comunicaciones de difusión y multidifusión se ha eliminado, para 
hacer sitio al nuevo material.
• En el Capítulo 5, cubrimos las funciones del plano de control de la capa de red: la lógica global 
de la red que controla el modo en que se enruta un datagrama a lo largo de un camino extremo a 
extremo de routers, desde el host de origen hasta el host de destino. Como en las ediciones ante-
riores, cubrimos tanto los algoritmos como los protocolos de enrutamiento (con un tratamiento 
actualizado de BGP) que se usan en la Internet actual. Hemos añadido una importante sección 
nueva sobre el plano de control en SDN, en el que el enrutamiento y otras funciones se imple-
mentan en los denominados controladores SDN.
• El Capítulo 6, que ahora cubre la capa de enlace, incluye un tratamiento actualizado de Ethernet 
y de las redes de centros de datos.
• El Capítulo 7, dedicado a las redes inalámbricas y móviles, contiene material actualizado sobre 
las redes 802.11 (denominadas “redes WiFi) y las redes celulares, incluyendo 4G y LTE.
• El Capítulo 8, que trata de la seguridad de red y fue actualizado en profundidad en la sexta edi-
ción, solo tiene pequeñas actualizaciones en esta séptima edición.
• El Capítulo 9, sobre redes multimedia, es ahora ligeramente más corto que en la sexta edición, ya que 
el material sobre flujos de vídeo y redes de distribución de contenidos se ha pasado al Capítulo 2 
y el material sobre planificación de paquetes se ha incorporado al Capítulo 4.
• Se ha añadido bastante material nuevo en relación con los problemas del final de cada capítulo. 
Como en todas las ediciones anteriores, se han revisado, añadido y eliminado los problemas 
asignados a los lectores.
Como siempre, nuestro objetivo al desarrollar esta nueva edición de nuestro libro es continuar 
proporcionando un tratamiento centrado y moderno de las redes de computadoras, que pone el énfa-
sis tanto en los principios como en la práctica.
Audiencia
Este libro de texto es para un primer curso sobre redes de computadoras. Se puede utilizar tanto en 
departamentos de informática como de ingeniería eléctrica. En relación con los lenguajes de progra-
mación, se supone que el estudiante solo tiene experiencia con C, C++, Java o Python (e incluso esa 
suposición solo se hace en algunos pocos lugares). Aunque este libro es más preciso y analítico que 
muchos otros textos introductorios a las redes de computadoras, rara vez utiliza conceptos matemá-
ticos que no se hayan aprendido en el bachillerato. Hemos hecho un esfuerzo deliberado por evitar el 
uso de cualquier concepto de cálculo avanzado, probabilidad o procesos estocásticos (aunque hemos 
incluido algunos problemas para los estudiantes que dominen estos conceptos). El libro es apropiado 
por tanto para cursos de primer ciclo y para el primer año de los cursos de segundo ciclo. También 
puede ser adecuado para los trabajadores del sector de las telecomunicaciones.
¿Qué hace especial a este libro de texto?
El tema de las redes de computadoras es enormemente complejo, implicando muchos conceptos, 
protocolos y tecnologías que están entrelazados de una manera intrincada. Para abarcar este alcance 
y complejidad, muchos textos de redes se han organizado a menudo sobre las “capas” de una arqui-
tectura de red. Con una organización en capas, los estudiantes pueden ver a través de la complejidad 
de las redes de computadoras y aprender los distintos conceptos y protocolos de una parte de la 
arquitectura a la vez que ven el gran esquema de cómo todas las partes se ajustan entre sí. Desde una 
perspectiva pedagógica, nuestra experiencia personal ha sido que dicho enfoque en capas es efecti-
PREFACIO xi
vamente muy deseable. Sin embargo, hemos comprobado que el enfoque tradicional de enseñanza 
ascendente, es decir, desde la capa física a la capa de aplicación, no es el mejor enfoque para un 
curso moderno sobre redes de computadoras.
Un enfoque descendente
Nuestro libro rompió moldes hace 16 años al abordar el tema de las redes de arriba hacia abajo; 
es decir, comenzando con la capa de aplicación y descendiendo desde allí hacia la capa física. 
Los comentarios recibidos tanto de profesores como de estudiantes nos confirman que el enfoque 
descendente tiene muchas ventajas y resulta pedagógicamente adecuado. En primer lugar, hace 
énfasis en la capa de aplicación (un “área de elevado crecimiento” en las redes). De hecho, muchas 
revoluciones recientes en las redes de computadoras, incluyendo la Web, la compartición de archivos 
P2P y los flujos multimedia, han tenido lugar en la capa de aplicación. Un énfasis inicial en la capa 
de aplicación difiere de los métodos considerados en la mayor parte de otros textos, que incluyen 
solo una pequeña cantidad de material sobre las aplicaciones de red, sus requisitos, paradigmas 
de la capa de aplicación (por ejemplo, cliente-servidor y P2P) e interfaces de programación de 
aplicaciones. En segundo lugar, nuestra experiencia comoprofesores (y de muchos profesores que 
han utilizado este texto) ha sido que el enseñar las aplicaciones de redes al principio de curso es 
una potente herramienta de motivación. Los estudiantes se emocionan al aprender cómo funcionan 
las aplicaciones de red, aplicaciones tales como el correo electrónico o la Web, que la mayoría 
de los estudiantes utilizan diariamente. Una vez que los estudiantes comprenden las aplicaciones, 
pueden entonces entender los servicios de red necesarios para proporcionarles ese soporte. El 
estudiante puede entonces, a su vez, examinar las distintas formas en que tales servicios pueden 
ser suministrados por, e implementados en, las capas inferiores. Por tanto, tratar las aplicaciones 
inicialmente proporciona motivación para abordar el resto del texto.
En tercer lugar, un enfoque descendente permite a los profesores introducir el desarrollo de 
aplicaciones de red en una etapa temprana. Los estudiantes no solo ven cómo funciona una serie 
de populares aplicaciones y protocolos, sino que también aprenden lo fácil que es crear sus propias 
aplicaciones de red y protocolos del nivel de aplicación. Con el enfoque descendente, los estudian-
tes descubren pronto las nociones acerca de la programación de sockets, los modelos de servicio 
y los protocolos (conceptos importantes que vuelven a serlo en todas las capas subsiguientes). Al 
proporcionar ejemplos de programación de sockets en Python, destacamos las ideas centrales sin 
confundir a los estudiantes con fragmentos complejos de código. Los estudiantes de primer ciclo 
de Ingeniería Eléctrica y Ciencias de la Computación no deben tener dificultades para comprender 
el código Python.
Un enfoque Internet
Aunque en la cuarta edición del libro eliminamos del título la frase “Caracterización de Internet”, 
¡no quiere decir que hayamos eliminado el enfoque de Internet! ¡Nada más lejos de la realidad! En 
lugar de ello, y dado que Internet se ha vuelto tan ubicua, pensamos que cualquier libro de texto 
sobre redes debe centrarse significativamente en Internet, por lo que la frase del título era hasta cierto 
punto innecesaria. En el texto, continuamos utilizando la arquitectura y los protocolos de Internet 
como vehículo principal para estudiar los conceptos fundamentales de las redes de computadoras. 
Por supuesto, también incluimos conceptos y protocolos de las arquitecturas de red, pero el foco está 
centrado claramente en Internet, un hecho que se ha reflejado en la organización del libro, que está 
centrada alrededor de la arquitectura de cinco capas de Internet: las capas de aplicación, transporte, 
red, enlace y física.
Otro de los beneficios de centrar la atención en Internet es que la mayoría de los estudiantes 
de Ciencias de la Computación y de Ingeniería Eléctrica están deseosos de aprender cosas sobre 
Internet y sus protocolos. Saben que Internet ha sido una tecnología revolucionaria y conflictiva 
que está cambiando profundamente nuestro mundo. Dada la enorme relevancia de Internet, los 
xii PREFACIO
estudiantes sienten una natural curiosidad por ver lo que hay “entre bastidores”. Por tanto, es fácil 
para un profesor conseguir que los estudiantes se interesen por los principios básicos cuando se 
utiliza Internet como foco guía.
Cómo enseñar los principios de las redes
Dos de las características únicas del libro (su enfoque descendente y su foco puesto en Internet) se 
han utilizado en el título en sucesivas ediciones. Si hubiéramos podido introducir una tercera frase 
en el subtítulo, esta habría contenido la palabra principios. El campo de las redes está ahora lo su-
ficientemente maduro como para que se puedan identificar una serie de temas fundamentalmente 
importantes. Por ejemplo, en la capa de transporte, los temas fundamentales son la comunicación 
fiable sobre una capa de red no fiable, el establecimiento y el cierre de la conexión y el proceso de 
acuerdo, el control de congestión y flujo, y la multiplexación. Tres temas enormemente importantes 
de la capa de red son la determinación de “buenas” rutas entres dos routers y la interconexión de 
un número grande redes heterogéneas y la gestión de la complejidad de una red moderna. En la 
capa de enlace de datos, un problema fundamental es la compartición de un canal de acceso múlti-
ple. En el campo de la seguridad de red, las técnicas que permiten proporcionar confidencialidad, 
autenticación e integridad de los mensajes están basadas en los principios de la criptografía. Este 
texto identifica los temas fundamentales acerca de las redes y estudia los métodos para abordarlos. 
El estudiante que aprenda estos principios adquirirá una serie de conocimientos con una larga “vida 
útil”: mucho después de que los estándares y protocolos de red actuales hayan quedado obsoletos, 
los principios en que se basan continuarán teniendo importancia y siendo relevantes. Pensamos que 
la combinación del uso de Internet para atisbar las posibilidades y el énfasis posterior en los temas 
fundamentales y las soluciones permitirán al estudiante comprender rápidamente cualquier tecno-
logía de redes.
El sitio web
Al adquirir este libro de texto, el lector podrá acceder durante doce meses al sitio web de acompaña-
miento en la dirección http://www.pearsonhighered.com/cs-resources/. Este sitio incluye:
• Material de aprendizaje interactivo. El sitio web de acompañamiento del libro contiene 
Notas de vídeo —presentaciones de vídeo de temas importantes de todo el libro hechas por 
los autores, así como resoluciones paso a paso de problemas similares a los del final de los 
capítulos—. Incialmente, hemos incluido en el sitio web VideoNotes y problemas en línea para 
los Capítulos 1 a 5, y continuaremos añadiendo y actualizando este material a lo largo del tiempo. 
Como en ediciones anteriores, el sitio web contiene applets Java interactivas con animaciones 
de muchos conceptos clave de las redes. El sitio contiene también exámenes interactivos que 
permiten a los estudiantes comprobar su comprensión básica de los temas tratados. Los profesores 
pueden integrar estas características interactivas en sus clases y usarlas como miniprácticas de 
laboratorio. 
• Material técnico adicional. A medida que hemos ido añadiendo nuevo material en cada edición 
del libro, hemos tenido que eliminar parte del tratamiento de alguno de los temas existentes, con 
el fin de que el libro tuviera una longitud aceptable. Por ejemplo, para hacer sitio para el nuevo 
material incluido en esta edición, hemos eliminado diversos materiales sobre FTP, tablas hash 
distribuidas y multidifusión. Pero el material incluido en las ediciones anteriores del libro sigue 
siendo de interés y puede encontrarse en el sitio web de acompañamiento.
• Tareas de programación. El sitio web también proporciona una serie de tareas de programación 
detalladas, entre las que se incluyen la construcción de un servidor web multihebra, la construc-
ción de un cliente de correo electrónico con una interfaz gráfica de usuario (GUI), la progra- 
mación de los lados emisor y receptor de un protocolo de transporte de datos fiable, la programa-
ción de un algoritmo de enrutamiento distribuido y otros.
PREFACIO xiii
• Prácticas de laboratorio con Wireshark. La comprensión de los protocolos de red puede 
verse ampliada significativamente viendo esos protocolos en acción. El sitio web proporciona 
numerosas prácticas con Wireshark que permiten a los estudiantes observar la secuencia de 
mensajes intercambiados entre dos entidades de protocolo. El sitio web incluye prácticas de 
laboratorio con Wireshark independientes sobre HTTP, DNS, TCP, UDP, IP, ICMP, Ethernet, 
ARP, WiFi, SSL, y sobre cómo realizar una traza de todos los protocolos implicados en satisfacer 
una solicitud de extracción de una página web. Continuaremos añadiendo nuevas prácticas de 
laboratorio en el futuro.
Además del sitio web de acompañamiento, los autores mantienen un sitio web público, http://
gaia.cs.umass.edu/kurose_ross/interactive,que contiene ejercicios interactivos que generan proble-
mas similares a algunos de los incluidos al final de los capítulos (junto con sus correspondientes 
soluciones). Dado que los estudiantes pueden generar un número ilimitado de problemas similares 
(junto con sus soluciones), pueden trabajar hasta dominar completamente el material.
Características pedagógicas
Cada uno de nosotros lleva enseñando redes de computadoras durante más de 30 años. Proporcio-
namos a este texto la experiencia combinada de enseñar durante 60 años a muchos miles de estu-
diantes. Hemos sido también investigadores activos en redes de computadoras durante este tiempo. 
(De hecho, Jim y Keith se conocieron cuando eran estudiantes de máster en un curso sobre redes de 
computadoras impartido por Mischa Schwartz en 1979 en la Universidad de Columbia.) Pensamos 
que todo esto nos proporciona una buena perspectiva de cuál ha sido la evolución de las redes y ha-
cia dónde es probable que vayan en el futuro. Sin embargo, hemos resistido a la tentación de dirigir 
el material
de este libro hacia las preferencias de nuestros proyectos de investigación. Consideramos que el 
lector puede visitar nuestros sitios web personales si está interesado en nuestras investigaciones. 
Por tanto, este libro se ocupa de las redes de computadoras modernas (de los protocolos y tecno-
logías contemporáneos, así como de los principios subyacentes a dichos protocolos y tecnologías). 
También creemos que aprender (y enseñar) redes puede ser divertido. Esperamos que el sentido del 
humor, el uso de analogías y los ejemplos del mundo real contenidos en el libro hagan el material 
más divertido.
Suplementos para los profesores
Proporcionamos un paquete de suplementos completo para ayudar a los profesores a la hora de 
impartir este curso. Se puede acceder a este material en el Centro de recursos de formación de 
Pearson (http://www.pearsonhighered.com/irc). Visite este centro para obtener información sobre 
cómo acceder a los suplementos para los profesores.
• Diapositivas PowerPoint®. Proporcionamos diapositivas para los nueve capítulos. Las diapositivas 
para esta séptima edición se han actualizado de forma significativa. Estas presentaciones en 
diapositivas cubren cada capítulo en detalle. Se utilizan gráficos y animaciones (en lugar de 
emplear únicamente monótonas listas de viñetas) que hacen que las diapositivas sean interesantes 
y visualmente atractivas. Proporcionamos las diapositivas originales de PowerPoint de modo que 
pueda personalizarlas con el fin de adaptarlas a sus necesidades a la hora de impartir el curso. 
Algunas de estas diapositivas han sido aportadas por otros profesores que han enseñado con 
nuestro libro.
• Soluciones de los problemas. Proporcionamos un manual de soluciones para los problemas 
incluidos en el texto, las tareas de programación y las prácticas de laboratorio con Wireshark. 
Como hemos dicho anteriormente, hemos añadido muchos problemas nuevos en los primeros 
seis capítulos del libro.
xiv PREFACIO
Dependencias de los capítulos
El primer capítulo de este texto presenta una panorámica general autocontenida de las redes de 
computadoras, introduciéndose muchos conceptos clave y terminología; este capítulo define el 
escenario para el resto del libro. Todos los capítulos restantes dependen de este primer capítulo. 
Recomendamos a los profesores que, después de completar el Capítulo 1, aborden los Capítulos 2 a 
6 en orden, siguiendo nuestra filosofía del enfoque descendente. Cada uno de estos cinco capítulos 
se apoya en el material de los capítulos anteriores. Una vez completados los seis primeros capí- 
tulos, el profesor tiene bastante flexibilidad. No existen interdependencias entre los tres últimos 
capítulos, por lo que se pueden abordar en cualquier orden. Sin embargo, cada uno de los tres últi-
mos capítulos depende del material de los seis primeros. Muchos profesores explican los primeros 
seis capítulos y luego uno de los tres últimos como “postre”.
Una última nota: agradecemos cualquier comentario
Animamos a los estudiantes y profesores a enviarnos por correo electrónico cualquier comentario 
que tengan sobre nuestro libro. Ha sido maravilloso para nosotros escuchar opiniones de profesores 
y estudiantes de todo el mundo sobre las cinco primeras ediciones. Muchas de esas sugerencias se 
han incorporado en ediciones posteriores del libro. También animamos a los profesores a enviarnos 
nuevos problemas (y sus soluciones) que complementen los problemas actualmente incluidos, 
los cuales añadiremos únicamente en la parte de acceso exclusivo para profesores del sitio web. 
Animamos también a los profesores y estudiantes a crear nuevos applets Java que ilustren los 
conceptos y protocolos de este libro. Si tiene un applet que piensa que podría ser adecuado para 
este texto, por favor, envíenoslo. Si el applet (incluyendo la notación y terminología) es apropiado, 
estaremos encantados de incluirlo en el sitio web del libro, junto con la apropiada referencia a los 
autores del mismo.
De modo que, como dice la famosa frase, “¡Que no pare la música!” En serio, continúen 
enviándonos direcciones URL interesantes, señalándonos los errores tipográficos, mostrándose en 
desacuerdo con cualquiera de nuestras afirmaciones y diciéndonos lo que creen que funciona y lo 
que no. Díganos qué es lo que piensa que debería o no debería ser incluido en la siguiente edición. 
Envíenos su correo electrónico a kurose@cs.umass.edu y keithwross@nyu.edu.
Agradecimientos
Desde que comenzamos a escribir este libro en 1996, muchas personas nos han proporcionado una 
ayuda inestimable y nos ha influido dando forma a nuestras ideas sobre cómo organizar e impartir 
un curso de redes. MUCHAS GRACIAS a todos los que nos han ayudado desde el primer borrador 
del libro hasta la séptima edición. Estamos también muy agradecidos a los muchos cientos de lec-
tores de todo el mundo (estudiantes, profesores, usuarios) que nos han enviado ideas y comentarios 
sobre las ediciones anteriores del libro y sugerencias sobre las futuras ediciones del mismo. Gracias 
especiales a:
Al Aho (Universidad de Columbia)
Hisham Al-Mubaid (Universidad de Houston-Clear Lake)
Pratima Akkunoor (Universidad del Estado de Arizona)
Paul Amer (Universidad de Delaware)
Shamiul Azom (Universidad del Estado de Arizona)
Lichun Bao (Universidad de California en Irvine)
Paul Barford (Universidad de Wisconsin)
Bobby Bhattacharjee (Universidad de Maryland)
Steven Bellovin (Universidad de Columbia)
Pravin Bhagwat (Wibhu)
PREFACIO xv
Supratik Bhattacharyya (anteriormente en Sprint)
Ernst Biersack (Eurécom Institute)
Shahid Bokhari (University of Engineering & Technology, Lahore)
Jean Bolot (Technicolor Research)
Daniel Brushteyn (former University of Pennsylvania student)
Ken Calvert (Universidad de Kentucky)
Evandro Cantu (Universidad Federal de Santa Catarina)
Jeff Case (SNMP Research International)
Jeff Chaltas (Sprint)
Vinton Cerf (Google)
Byung Kyu Choi (Universidad Tecnológica de Michigan)
Bram Cohen (BitTorrent, Inc.)
Constantine Coutras (Pace University)
John Daigle (Universidad de Mississippi)
Edmundo A. de Souza e Silva (Universidad Federal de Río de Janeiro)
Philippe Decuetos (Eurécom Institute)
Christophe Diot (Technicolor Research)
Prithula Dhunghel (Akamai)
Deborah Estrin (Universidad de California, Los Angeles)
Michalis Faloutsos (Universidad de California en Riverside)
Wu-chi Feng (Oregon Graduate Institute)
Sally Floyd (ICIR, Universidad de California en Berkeley)
Paul Francis (Instituto Max Planck)
David Fullager (Netflix)
Lixin Gao (Universidad de Massachusetts)
JJ Garcia-Luna-Aceves (Universidad de California en Santa Cruz)
Mario Gerla (Universidad de California en Los Angeles)
David Goodman (NYU-Poly)
Yang Guo (Alcatel/Lucent Bell Labs)
Tim Griffin (Universidad de Cambridge)
Max Hailperin (Gustavus Adolphus College)
Bruce Harvey (Florida A&M University, Florida State University)
Carl Hauser (Universidad del Estado de Washington)
RachelleHeller (Universidad George Washington)
Phillipp Hoschka (INRIA/W3C)
Wen Hsin (Park University)
Albert Huang (antiguo estudiante de la Universidad de Pensilvania)
Cheng Huang (Microsoft Research)
Esther A. Hughes (Virginia Commonwealth University)
Van Jacobson (Xerox PARC)
Pinak Jain (former NYU-Poly student)
Jobin James (Universidad de California en Riverside)
Sugih Jamin (Universidad de Michigan)
Shivkumar Kalyanaraman (IBM Research, India)
Jussi Kangasharju (Universidad de Helsinki)
Sneha Kasera (Universidad de Utah)
Parviz Kermani (formerly of IBM Research)
Hyojin Kim (antiguo estudiante de la Universidad de Pensilvania)
Leonard Kleinrock (Universidad de California en Los Ángeles)
David Kotz (Dartmouth College)
Beshan Kulapala (Universidad del Estado de Arizona)
Rakesh Kumar (Bloomberg)
xvi PREFACIO
Miguel A. Labrador (University of South Florida)
Simon Lam (Universidad de Texas)
Steve Lai (Universidad del Estado de Ohio)
Tom LaPorta (Penn State University)
Tim-Berners Lee (World Wide Web Consortium)
Arnaud Legout (INRIA)
Lee Leitner (Universidad de Drexel)
Brian Levine (Universidad de Massachusetts)
Chunchun Li (former NYU-Poly student)
Yong Liu (NYU-Poly)
William Liang (antiguo estudiante de la Universidad de Pensilvania)
Willis Marti (Texas A&M University)
Nick McKeown (Universidad de Stanford)
Josh McKinzie (Park University)
Deep Medhi (Universidad de Missouri, Kansas City)
Bob Metcalfe (International Data Group)
Sue Moon (KAIST)
Jenni Moyer (Comcast)
Erich Nahum (IBM Research)
Christos Papadopoulos (Instituto del Estado de Colorado)
Craig Partridge (BBN Technologies)
Radia Perlman (Intel)
Jitendra Padhye (Microsoft Research)
Vern Paxson (University of California at Berkeley)
Kevin Phillips (Sprint)
George Polyzos (Athens University of Economics and Business)
Sriram Rajagopalan (Universidad del Estado de Arizona)
Ramachandran Ramjee (Microsoft Research)
Ken Reek (Instituto de Tecnología Rochester)
Martin Reisslein (Universidad del Estado de Arizona)
Jennifer Rexford (Universidad de Princeton)
Leon Reznik (Instituto de Tecnología Rochester)
Pablo Rodríguez (Telefónica)
Sumit Roy (Universidad de Washington)
Dan Rubenstein (Universidad de Columbia)
Avi Rubin (Universidad Johns Hopkins)
Douglas Salane (John Jay College)
Despina Saparilla (Cisco Systems)
John Schanz (Comcast)
Henning Schulzrinne (Universidad de Columbia)
Mischa Schwartz (Universidad de Columbia)
Ardash Sethi (Universidad de Delaware)
Harish Sethu (Universidad de Drexel)
K. Sam Shanmugan (Universidad de Kansas)
Prashant Shenoy (Universidad de Massachusetts)
Clay Shields (Universidad de Georgetown)
Subin Shrestra (Universidad de Pensilvania)
Bojie Shu (former NYU-Poly student)
Mihail L. Sichitiu (NC State University)
Peter Steenkiste (Universidad de Carnegie Mellon)
Tatsuya Suda (Universidad de California en Irvine)
Kin Sun Tam (Universidad del Estado de Nueva York en Albany)
PREFACIO xvii
Don Towsley (Universidad de Massachusetts)
David Turner (Universidad del Estado de California, San Bernardino)
Nitin Vaidya (Universidad de Illinois)
Michele Weigle (Universidad de Clemson)
David Wetherall (Universidad de Washington)
Ira Winston (Universidad de Pensilvania)
Di Wu (Sun Yat-sen University)
Shirley Wynn (NYU-Poly)
Raj Yavatkar (Intel)
Yechiam Yemini (Universidad de Columbia)
Dian Yu (NYU Shanghai)
Ming Yu (Universidad del Estado de Nueva York en Binghamton)
Ellen Zegura (Instituto de Tecnología de Georgia)
Honggang Zhang (Universidad de Suffolk)
Hui Zhang (Universidad de Carnegie Mellon)
Lixia Zhang (Universidad de California en Los Angeles)
Meng Zhang (antiguo estudiante de NYU-Poly)
Shuchun Zhang (antiguo estudiante de la Universidad de Pensilvania)
Xiaodong Zhang (Universidad del Estado de Ohio)
ZhiLi Zhang (Universidad de Minnesota)
Phil Zimmermann (consultor independiente)
Mike Zink (Universidad de Massachusetts)
Cliff C. Zou (Universidad de Central Florida)
También queremos dar las gracias a todo el equipo de Pearson —en particular, a Matt Goldstein y Joanne Manning—que 
han hecho un trabajo absolutamente excelente en esta séptima edición (y que han sabido llevar a dos autores que parecen 
congénitamente incapaces de cumplir con los plazos). Gracias también a nuestros artistas, Janet Theurer y Patrice Rossi 
Calkin, por su trabajo en las bonitas figuras de esta y de las anteriores ediciones del libro, y a Katie Ostler y su equipo de 
Cenveo por el maravilloso trabajo de producción en esta edición. Por último, una gratitud muy especial a nuestros dos 
antiguos editores en Addison-Wesley—Michael Hirsch y Susan Hartman. Este libro no sería lo que es (e incluso puede 
que nunca hubiera llegado a ser) sin su apropiada gestión del proyecto, su apoyo constante, su paciencia casi infinita, su 
buen humor y su perseverancia. 
Contenido
Capítulo 1 Redes de computadoras e Internet ...................................................................1
1.1 ¿Qué es Internet? ...........................................................................................................................2
1.1.1 Descripción de los componentes esenciales .....................................................................2
1.1.2 Descripción de los servicios .............................................................................................5
1.1.3 ¿Qué es un protocolo? ......................................................................................................6
1.2 La frontera de la red ......................................................................................................................8
1.2.1 Redes de acceso ................................................................................................................8
1.2.2 Medios físicos ................................................................................................................16
1.3 El núcleo de la red .......................................................................................................................18
1.3.1 Conmutación de paquetes ...............................................................................................18
1.3.2 Conmutación de circuitos ...............................................................................................23
1.3.3 Una red de redes .............................................................................................................27
1.4 Retardos, pérdidas y tasa de transferencia en las redes de conmutación de paquetes .................29
1.4.1 El retardo en las redes de conmutación de paquetes ......................................................30
1.4.2 Retardo de cola y pérdida de paquetes ...........................................................................33
1.4.3 Retardo extremo a extremo ............................................................................................35
1.4.4 Tasa de transferencia en las redes de computadoras ......................................................37
1.5 Capas de protocolos y sus modelos de servicio ...........................................................................39
1.5.1 Arquitectura en capas .....................................................................................................40
1.5.2 Encapsulación .................................................................................................................45
1.6 Ataques a las redes ......................................................................................................................46
1.7 Historia de Internet y de las redes de computadoras ...................................................................50
1.7.1 El desarrollo de la conmutación de paquetes: 1961–1972 .............................................50
1.7.2 Redes propietarias e interredes: 1972–1980 ...................................................................51
1.7.3 Proliferación de las redes: 1980–1990 ...........................................................................52
1.7.4 La explosión de Internet:década de 1990 ......................................................................53
1.7.5 El nuevo milenio ............................................................................................................54
1.8 Resumen ......................................................................................................................................55
Problemas y cuestiones de repaso ...........................................................................................................56
Prácticas de laboratorio con Wireshark ...................................................................................................65
Entrevista: Leonard Kleinrock ............................................................................................................... 67
Capítulo 2 La capa de aplicación ......................................................................................69
2.1 Principios de las aplicaciones de red ...........................................................................................70
2.1.1 Arquitecturas de las aplicaciones de red ........................................................................70
2.1.2 Comunicación entre procesos .........................................................................................73
2.1.3 Servicios de transporte disponibles para las aplicaciones ..............................................75
2.1.4 Servicios de transporte proporcionados por Internet ......................................................77
2.1.5 Protocolos de la capa de aplicación ................................................................................79
2.1.6 Aplicaciones de red analizadas en este libro ..................................................................81
2.2 La Web y HTTP ..........................................................................................................................81
2.2.1 Introducción a HTTP ......................................................................................................82
xx CONTENIDO
2.2.2 Conexiones persistentes y no persistentes ......................................................................83
2.2.3 Formato de los mensajes HTTP .....................................................................................86
2.2.4 Interacción usuario-servidor: cookies ............................................................................89
2.2.5 Almacenamiento en caché web ......................................................................................91
2.3 Correo electrónico en Internet .....................................................................................................96
2.3.1 SMTP .............................................................................................................................97
2.3.2 Comparación con HTTP ...............................................................................................100
2.3.3 Formatos de los mensajes de correo .............................................................................100
2.3.4 Protocolos de acceso para correo electrónico............................................................... 101
2.4 DNS: el servicio de directorio de Internet .................................................................................104
2.4.1 Servicios proporcionados por DNS ..............................................................................105
2.4.2 Cómo funciona DNS ....................................................................................................106
2.4.3 Registros y mensajes DNS ...........................................................................................112
2.5 Distribución de archivos P2P ....................................................................................................116
2.6 Flujos de vídeo y redes de distribución de contenido ................................................................121
2.6.1 Vídeo por Internet ........................................................................................................121
2.6.2 Flujos de vídeo HTTP y tecnología DASH ..................................................................122
2.6.3 Redes de distribución de contenido ..............................................................................123
2.6.4 Casos de estudio: Netflix, YouTube y Kankan ............................................................127
2.7 Programación de sockets: creación de aplicaciones de red .......................................................130
2.7.1 Programación de sockets con UDP ..............................................................................131
2.7.2 Programación de sockets con TCP ...............................................................................135
2.8 Resumen ....................................................................................................................................140
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................140
Tareas sobre programación de sockets ..................................................................................................148
Prácticas de laboratorio con Wireshark: HTTP .....................................................................................149
Prácticas de laboratorio con Wireshark: DNS .......................................................................................150
Entrevista: Marc Andreessen .................................................................................................................151
Capítulo 3 La capa de transporte ....................................................................................153
3.1 La capa de transporte y sus servicios ........................................................................................154
3.1.1 Relaciones entre las capas de transporte y de red ........................................................154
3.1.2 La capa de transporte en Internet .................................................................................156
3.2 Multiplexación y demultiplexación ...........................................................................................158
3.3 Transporte sin conexión: UDP ..................................................................................................164
3.3.1 Estructura de los segmentos UDP ................................................................................167
3.3.2 Suma de comprobación de UDP ..................................................................................167
3.4 Principios de un servicio de transferencia de datos fiable .........................................................169 
3.4.1 Construcción de un protocolo de transferencia de datos fiable ....................................170
3.4.2 Protocolo de transferencia de datos fiable con procesamiento en cadena ....................178
3.4.3 Retroceder N (GBN) ....................................................................................................181
3.4.4 Repetición selectiva (SR) .............................................................................................186
3.5 Transporte orientado a la conexión: TCP ..................................................................................191
3.5.1 La conexión TCP ..........................................................................................................191
3.5.2 Estructura del segmento TCP .......................................................................................193
3.5.3 Estimación del tiempo de ida y vuelta y fin de temporización ....................................198
3.5.4 Transferencia de datos fiable ........................................................................................200
3.5.5 Control de flujo ............................................................................................................207
3.5.6 Gestiónde la conexión TCP .........................................................................................209
3.6 Principios del control de congestión ..........................................................................................214
3.6.1 Las causas y los costes de la congestión ......................................................................214
CONTENIDO xxi
3.6.2 Métodos para controlar la congestión ..........................................................................220
3.7 Mecanismo de control de congestión de TCP ...........................................................................221
3.7.1 Equidad .........................................................................................................................230
3.7.2 Notificación explícita de congestión (ECN): control de congestión 
asistido por la red .........................................................................................................232
3.8 Resumen ....................................................................................................................................233
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................236
Tareas de programación ........................................................................................................................248
Prácticas de laboratorio con Wireshark: exploración de TCP, UDP .....................................................249
Entrevista: Van Jacobson ......................................................................................................................250
Capítulo 4 La capa de red: el plano de datos .................................................................253
4.1 Introducción a la capa de red .....................................................................................................254
4.1.1 Reenvío y enrutamiento: los planos de datos y de control ...........................................254
4.1.2 Modelo de servicio de red ............................................................................................258
4.2 El interior de un router ..............................................................................................................259
4.2.1 Procesamiento en el puerto de entrada y reenvío basado en el destino ........................262
4.2.2 Conmutación ................................................................................................................264
4.2.3 Procesamiento en el puerto de salida ...........................................................................266
4.2.4 ¿Dónde se crean colas?................................................................................................. 266
4.2.5 Planificación de paquetes .............................................................................................270
4.3 Protocolo de Internet (IP): IPv4, direccionamiento, IPv6 y más ...............................................274
4.3.1 Formato de los datagramas IPv4 ..................................................................................274
4.3.2 Fragmentación del datagrama IPv4 ..............................................................................276
4.3.3 Direccionamiento IPv4 .................................................................................................277
4.3.4 Traducción de direcciones de red (NAT) .....................................................................286
4.3.5 IPv6 ..............................................................................................................................289
4.4 Reenvío generalizado y SDN ....................................................................................................294
4.4.1 Correspondencia ...........................................................................................................296
4.4.2 Acción ..........................................................................................................................297
4.4.3 Ejemplos de correspondencia-acción en OpenFlow ....................................................297
4.5 Resumen ....................................................................................................................................299
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................300
Práctica de laboratorio con Wireshark ..................................................................................................306
Entrevista: Vinton G. Cerf .....................................................................................................................307
Capítulo 5 La capa de red: el plano de control ..............................................................309
5.1 Introducción ...............................................................................................................................309
5.2 Algoritmos de enrutamiento ......................................................................................................311
5.2.1 Algoritmo de enrutamiento de estado de enlaces (LS)................................................. 314
5.2.2 Algoritmo de enrutamiento por vector de distancias (DV) ..........................................317
5.3 Enrutamiento dentro de un sistema autónomo en Internet: OSPF ............................................323
5.4 Enrutamiento entre los ISP: BGP ..............................................................................................326
5.4.1 El papel de BGP ...........................................................................................................327
5.4.2 Anuncio de la información de rutas BGP .....................................................................327
5.4.3 Determinación de las mejores rutas.............................................................................. 329
5.4.4 IP-Anycast ....................................................................................................................332
5.4.5 Política de enrutamiento ...............................................................................................333
5.4.6 Cómo encajan las piezas: obtención de presencia en Internet...................................... 335
5.5 El plano de control SDN ............................................................................................................336
xxii CONTENIDO
5.5.1 El plano de control SDN: controlador SDN y aplicaciones SDN de control de red ....338
5.5.2 Protocolo OpenFlow ....................................................................................................340
5.5.3 Interacción entre los planos de datos y de control: ejemplo......................................... 342
5.5.4 SDN: pasado y futuro ...................................................................................................343
5.6 Protocolo de mensajes de control de Internet (ICMP) ..............................................................346
5.7 Gestión de red y SNMP .............................................................................................................348
5.7.1 El marco conceptual de la gestión de red .....................................................................348
5.7.2 El protocolo SNMP ......................................................................................................350
5.8 Resumen ....................................................................................................................................352
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................353
Tarea de programación con socket ........................................................................................................358
Tarea de programación ..........................................................................................................................358Prácticas de laboratorio con Wireshark .................................................................................................359
Entrevista: Jennifer Rexford ..................................................................................................................360
Capítulo 6 La capa de enlace y las redes de área local ..................................................363
6.1 Introducción a la capa de enlace ................................................................................................364
6.1.1 Servicios proporcionados por la capa de enlace ...........................................................364
6.1.2 ¿Dónde se implementa la capa de enlace? ...................................................................366
6.2 Técnicas de detección y corrección de errores ..........................................................................367
6.2.1 Comprobaciones de paridad .........................................................................................369
6.2.2 Métodos basados en la suma de comprobación............................................................ 370
6.2.3 Comprobación de redundancia cíclica (CRC) ..............................................................371
6.3 Protocolos y enlaces de acceso múltiple ...................................................................................373
6.3.1 Protocolos de particionamiento del canal .....................................................................375
6.3.2 Protocolos de acceso aleatorio .....................................................................................377
6.3.3 Protocolos de toma de turnos .......................................................................................384
6.3.4 DOCSIS: el protocolo de la capa de enlace para acceso a Internet por cable ..............385
6.4 Redes de área local conmutadas ................................................................................................386
6.4.1 Direccionamiento de la capa de enlace y ARP............................................................. 387
6.4.2 Ethernet ........................................................................................................................393
6.4.3 Switches de la capa de enlace....................................................................................... 398
6.4.4 Redes de área local virtuales (VLAN) .........................................................................403
6.5 Virtualización de enlaces: la red como una capa de enlace .......................................................406
6.5.1 Conmutación de etiquetas multiprotocolo (MPLS) .....................................................407
6.6 Redes para centros de datos .......................................................................................................409
6.7 Retrospectiva: un día en la vida de una solicitud de página web ..............................................413
6.7.1 Inicio: DHCP, UDP, IP y Ethernet ...............................................................................414
6.7.2 Seguimos con el inicio: DNS y ARP ...........................................................................415
6.7.3 Seguimos con el inicio: enrutamiento dentro del dominio al servidor DNS ................416
6.7.4 Interacción web cliente-servidor: TCP y HTTP ...........................................................417
6.8 Resumen ....................................................................................................................................418
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................419
Prácticas de laboratorio con Wireshark .................................................................................................426
Entrevista: Simon S. Lam ......................................................................................................................427
Capítulo 7 Redes inalámbricas y móviles .......................................................................429
7.1 Introducción ...............................................................................................................................430
7.2 Características de las redes y enlaces inalámbricos ..................................................................434
7.2.1 CDMA ..........................................................................................................................437
CONTENIDO xxiii
7.3 WiFi: redes LAN inalámbricas 802.11 ......................................................................................440
7.3.1 La arquitectura 802.11 ..................................................................................................440
7.3.2 El protocolo MAC 802.11 ............................................................................................444
7.3.3 La trama IEEE 802.11 ..................................................................................................449
7.3.4 Movilidad dentro de la misma subred IP...................................................................... 452
7.3.5 Características avanzadas de 802.11 ............................................................................453
7.3.6 Redes de área personal: Bluetooth y Zigbee ................................................................454
7.4 Acceso celular a Internet ...........................................................................................................456
7.4.1 Panorámica de la arquitectura de las redes celulares ...................................................457
7.4.2 Redes de datos celulares 3G: llevando Internet a los abonados celulares ....................459
7.4.3 Hacia la tecnología 4G: LTE ........................................................................................461
7.5 Gestión de la movilidad: principios ...........................................................................................464
7.5.1 Direccionamiento .........................................................................................................467
7.5.2 Enrutamiento hacia un nodo móvil ..............................................................................468
7.6 IP móvil .....................................................................................................................................472
7.7 Gestión de la movilidad en redes celulares ...............................................................................476
7.7.1 Enrutamiento de llamadas hacia un usuario móvil ...........................................................477
7.7.2 Transferencia de llamadas en GSM ..................................................................................478
7.8 Tecnología inalámbrica y movilidad: impacto sobre los protocolos de las capas superiores ...481
7.9 Resumen ....................................................................................................................................483
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................483
Prácticas de laboratorio con Wireshark .................................................................................................487
Entrevista: Deborah Estrin ....................................................................................................................488
Capítulo 8 Seguridad en las redes de computadoras .....................................................491
8.1 ¿Qué es la seguridad de red? .....................................................................................................492
8.2 Principios de la criptografía .......................................................................................................494
8.2.1 Criptografía de clave simétrica..................................................................................... 495
8.2.2 Cifrado de clavepública ...............................................................................................500
8.3 Integridad de los mensajes y firmas digitales ............................................................................505
8.3.1 Funciones hash criptográficas ......................................................................................506
8.3.2 Código de autenticación del mensaje ...........................................................................507
8.3.3 Firmas digitales ............................................................................................................509
8.4 Autenticación del punto terminal ..............................................................................................514
8.4.1 Protocolo de autenticación ap1.0 .................................................................................515
8.4.2 Protocolo de autenticación ap2.0 .................................................................................515
8.4.3 Protocolo de autenticación ap3.0 .................................................................................516
8.4.4 Protocolo de autenticación ap3.1 .................................................................................516
8.4.5 Protocolo de autenticación ap4.0 .................................................................................517
8.5 Asegurando el correo electrónico ..............................................................................................518
8.5.1 Correo electrónico seguro ............................................................................................519
8.5.2 PGP ...............................................................................................................................522
8.6 Asegurando las conexiones TCP: SSL ......................................................................................523
8.6.1 Panorámica general ......................................................................................................524
8.6.2 Una panorámica más completa..................................................................................... 526
8.7 Seguridad de la capa de red: IPsec y redes privadas virtuales................................................... 528
8.7.1 IPsec y redes privadas virtuales (VPN) ........................................................................529
8.7.2 Los protocolos AH y ESP ............................................................................................530
8.7.3 Asociaciones de seguridad ...........................................................................................530
8.7.4 El datagrama IPsec .......................................................................................................531
xxiv CONTENIDO
8.7.5 IKE: gestión de claves en IPsec ...................................................................................534
8.8 Asegurando las redes LAN inalámbricas ..................................................................................535
8.8.1 WEP (Wired Equivalent Privacy) ................................................................................535
8.8.2 IEEE 802.11i ................................................................................................................537
8.9 Seguridad operacional: cortafuegos y sistemas de detección de intrusiones ............................539
8.9.1 Cortafuegos ..................................................................................................................539
8.9.2 Sistemas de detección de intrusiones ...........................................................................546
8.10 Resumen ....................................................................................................................................549
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................550
Prácticas de laboratorio con Wireshark .................................................................................................557
Prácticas de laboratorio con IPsec .........................................................................................................557
Entrevista: Steven M. Bellovin ..............................................................................................................558
Capítulo 9 Redes multimedia ...........................................................................................561
9.1 Aplicaciones multimedia en red ................................................................................................562
9.1.1 Propiedades del vídeo ...................................................................................................562
9.1.2 Propiedades del audio ...................................................................................................563
9.1.3 Tipos de aplicaciones multimedia en red .....................................................................564
9.2 Flujos de vídeo almacenado ......................................................................................................566
9.2.1 Flujos UDP ...................................................................................................................567
9.2.2 Flujos HTTP .................................................................................................................568
9.3 Voz sobre IP ..............................................................................................................................572
9.3.1 Limitaciones del servicio IP de entrega de mejor esfuerzo ..........................................572
9.3.2 Eliminación de las fluctuaciones al reproducir audio en el receptor ............................574
9.3.3 Recuperación frente a pérdidas de paquetes................................................................. 577
9.3.4 Caso de estudio: VoIP con Skype ................................................................................579
9.4 Protocolos para aplicaciones de conversación en tiempo real ...................................................582
9.4.1 RTP ...............................................................................................................................582
9.4.2 SIP ................................................................................................................................585
9.5 Soporte de red para aplicaciones multimedia ............................................................................589
9.5.1 Dimensionamiento de las redes con servicio de entrega de mejor esfuerzo ................591
9.5.2 Provisión de múltiples clases de servicio .....................................................................592
9.5.3 Diffserv .........................................................................................................................598
9.5.4 Garantías de calidad de servicio (QoS) por conexión: reserva de recursos 
y admisión de llamadas ................................................................................................601
9.6 Resumen ....................................................................................................................................604
Problemas y cuestiones de repaso .........................................................................................................605
Tarea de programación ..........................................................................................................................611
Entrevista: Henning Schulzrinne ...........................................................................................................613
 Referencias ...............................................................................................................................615
 Índice ........................................................................................................................................645
Hoydía, Internet es casi indiscutiblemente el sistema de ingeniería más grande creado por la 
mano del hombre, con cientos de millones de computadoras conectadas, enlaces de comunicaciones 
y switches; con miles de millones de usuarios que se conectan a través de computadoras portátiles, 
tabletas y teléfonos inteligentes; y con una amplia variedad de nuevas “cosas” conectadas a Internet, 
incluyendo consolas de juegos, sistemas de vigilancia, relojes, gafas, termostatos, básculas y 
vehículos. Dado que Internet es una red tan enorme e incluye tantos componentes distintos y tiene 
tantos usos, ¿es posible tener la esperanza de comprender cómo funciona? ¿Existen unos principios 
y una estructura básicos que puedan proporcionar los fundamentos para comprender un sistema tan 
asombrosamente complejo y grande? Y, en caso afirmativo, ¿es posible que pueda resultar interesante 
y divertido aprender acerca de las redes de computadoras? Afortunadamente, la respuesta a todas 
estas preguntas es un rotundo ¡SÍ! De hecho, el objetivo de este libro es proporcionar al lector una 
introducción moderna al dinámico campo de las redes de computadoras, exponiendo los principios 
y los conocimientos prácticos que necesitará para entender no solo las redes actuales, sino también 
las del futuro.
En el primer capítulo se hace una amplia introducción al mundo de las redes de computadoras y 
de Internet. Nuestro objetivo es proporcionar una visión general y establecer el contexto para el resto 
del libro, con el fin de poder ver el bosque a través de los árboles. En este capítulo de introducción 
se abordan muchos de los fundamentos, así como muchos de los componentes que forman una red 
de computadoras, siempre sin perder de vista la panorámica general.
Vamos a estructurar esta introducción a las redes de computadoras de la siguiente forma: 
después de exponer algunos conceptos y términos fundamentales, examinaremos los componentes 
hardware y software esenciales que forman una red de computadoras. Comenzaremos por la frontera 
de la red y echaremos un vistazo a los sistemas terminales y aplicaciones que se ejecutan en la red. 
A continuación, exploraremos el núcleo de una red de computadoras, examinando los enlaces y los 
switches que transportan los datos, así como las redes de acceso y los medios físicos que conectan 
los sistemas terminales con el núcleo de la red. Aprenderemos que Internet es una red de redes y 
cómo estas redes se conectan entre sí.
1CAPÍTULO
Redes de 
computadoras e 
Internet
1
2 CAPÍTULO 1 • REDES DE COMPUTADORAS E INTERNET
Una vez completada la introducción sobre la frontera y el núcleo de una red de computadoras, en 
la segunda mitad del capítulo adoptaremos un punto de vista más amplio y abstracto. Examinaremos 
los retardos, las pérdidas y la tasa de transferencia de datos en una red de computadoras y 
proporcionaremos modelos cuantitativos simples para los retardos y tasas de transferencia de 
terminal a terminal: modelos que tienen en cuenta los retardos de transmisión, de propagación y de 
cola. A continuación, presentaremos algunos de los principios básicos sobre las arquitecturas de red: 
en concreto, las capas de protocolos y los modelos de servicios. También veremos que las redes son 
vulnerables a muchos tipos distintos de ataques; revisaremos algunos de estos ataques y veremos 
cómo es posible conseguir que las redes sean más seguras. Por último, concluiremos el capítulo con 
una breve historia de las redes de comunicaciones.
1.1 ¿Qué es Internet?
En este libro, vamos a emplear la red pública Internet, una red de computadoras específica, como 
nuestro principal vehículo para explicar las redes de computadoras y sus protocolos. Pero, ¿qué es 
Internet? Hay dos formas de responder a esta pregunta. La primera de ellas es describiendo las tuer-
cas y tornillos que forman la red, es decir, los componentes hardware y software básicos que forman 
Internet. La segunda es describiéndola en términos de la infraestructura de red que proporciona ser-
vicios a aplicaciones distribuidas. Comenzaremos por la descripción de los componentes esenciales, 
utilizando la Figura 1.1 para ilustrar la exposición.
1.1.1 Descripción de los componentes esenciales
Internet es una red de computadoras que interconecta miles de millones de dispositivos informáticos 
a lo largo de todo el mundo. No hace demasiado tiempo, estos dispositivos eran fundamentalmente 
computadoras PC de escritorio tradicionales, estaciones de trabajo Linux y los llamados servidores, 
que almacenan y transmiten información tal como páginas web y mensajes de correo electrónico. 
Sin embargo, cada vez se conectan a Internet más “cosas” (dispositivos) no tradicionales, como 
computadoras portátiles, teléfonos inteligentes, tabletas, televisiones, consolas de juegos, termos-
tatos, sistemas domésticos de alarma, electrodomésticos, relojes, gafas, vehículos, sistemas de 
control de tráfico y otros. De hecho, el término red de computadoras está comenzando a sonar algo 
obsoleto, a causa de la gran cantidad de dispositivos no tradicionales que se conectan a Internet. 
En la jerga de Internet, todos estos dispositivos se denominan hosts o sistemas terminales. Según 
algunas estimaciones, en 2015 había unos 5.000 millones de dispositivos conectados a Internet, y 
esa cifra alcanzará los 25.000 millones en 2020 [Gartner 2014]. Se estima que en 2015 había más de 
3.200 millones de usuarios de Internet en todo el mundo, aproximadamente el 40% de la población 
mundial [ITU 2015].
Los sistemas terminales se conectan entre sí mediante una red de enlaces de comunicaciones 
y conmutadores de paquetes. En la Sección 1.2 veremos que existen muchos tipos de enlaces de 
comunicaciones, los cuales están compuestos por diferentes tipos de medios físicos, entre los que 
se incluyen el cable coaxial, el hilo de cobre, la fibra óptica y el espectro de radio. Los distintos 
enlaces pueden transmitir los datos a distintas velocidades y la velocidad de transmisión de un 
enlace se mide en bits/segundo. Cuando un sistema terminal tiene datos que enviar a otro sistema 
terminal, el emisor segmenta los datos y añade bytes de cabecera a cada segmento. Los paquetes 
de información resultantes, conocidos como paquetes en la jerga informática, se envían entonces 
a través de la red hasta el sistema terminal receptor, donde vuelven a ser ensamblados para obtener 
los datos originales.
Un conmutador de paquetes toma un paquete que llega a través de uno de sus enlaces de 
comunicaciones de entrada y lo reenvía a través de a uno de sus enlaces de comunicaciones de 
salida. Los conmutadores de paquetes se suministran en muchas formas y modelos, pero los dos 
1.1 • ¿QUé ES INTERNET? 3
Figura 1.1 ♦ Algunos de los componentes de Internet.
Clave:
Host
(= sistema
terminal)
Servidor Disposit.
móvil
Router Switch
de nivel
de enlace
Módem Estación
base
Teléfono
inteligente
Tableta Semáforo Termostato Nevera Monitor de
pantalla plana
Teclado
ISP nacional o
global
Red móvil
ISP local o
regional
Red empresarial
Torre de
telefonía
móvil
Red doméstica
tipos más utilizados actualmente en Internet son los routers y los switches de la capa de enlace. 
Ambos tipos de conmutadores reenvían paquetes hacia sus destinos finales. Los switches de la capa 
de enlace normalmente se emplean en las redes de acceso, mientras que los routers suelen utilizarse 
en el núcleo de la red. La secuencia de enlaces de comunicaciones y conmutadores de paquetes que 
atraviesa un paquete desde el sistema terminal emisor hasta el sistema terminal receptor, se conoce 
con el nombre de ruta a través de la red. Según las predicciones de Cisco, el tráfico IP global anual 
sobrepasará el umbral del zettabyte (1021 bytes) a finales de 2016 y alcanzará los 2 zettabytes por 
año en 2019 [Cisco VNI 2015].
4 CAPÍTULO 1 • REDES DE COMPUTADORAS E INTERNET
Las redes de conmutación de paquetes (que transportan paquetes) son similares en muchos 
aspectos a las redes de transporte