Ficha de repaso para el examen¶

Tema: NAT e IPv6 (Unidad 9)
Módulo: Redes de Área Local (RAL)
Curso: Sistemas Microinformáticos y Redes (SMR)

Esta ficha te ayuda a preparar el examen de NAT e IPv6. Incluye un resumen de conceptos y fórmulas de referencia y actividades de práctica del mismo tipo que el examen: identificación de IPs privadas, traducción NAT/PAT con tablas, terminología NAT, abreviatura y expansión de direcciones IPv6, prefijos, tipos de dirección y mecanismos de coexistencia IPv4/IPv6. El examen será íntegramente de actividades prácticas.

Consulta las soluciones de las actividades para comprobar tus resultados después de practicar.

PARTE 1: Conceptos y fórmulas de referencia¶

Direcciones IPv4 privadas (RFC 1918)¶

Clase	Rango	Prefijo CIDR	Nº de redes
A	10.0.0.0 – 10.255.255.255	10.0.0.0/8	1
B	172.16.0.0 – 172.31.255.255	172.16.0.0/12	16
C	192.168.0.0 – 192.168.255.255	192.168.0.0/16	256

Las IPs privadas no se enrutan en Internet: para salir hay que traducirlas a una IP pública (NAT).

Tipos de NAT¶

Tipo	Mapeo	Cuándo se usa	IPs públicas necesarias
NAT estático	1 privada ↔ 1 pública fija	Publicar un servidor con IP pública estable	1 pública por cada host mapeado
NAT dinámico	IPs privadas ↔ pool público (asignación dinámica 1:1)	Varios hosts internos que salen a Internet ocasionalmente	Tantas públicas como sesiones simultáneas
PAT (NAT con sobrecarga)	Muchas privadas ↔ una pública (se traducen IP + puerto)	Redes domésticas y oficinas: muchos hosts saliendo por una sola IP pública	1 pública (se multiplexan con puertos)

Tabla de traducción PAT¶

El router con PAT mantiene una tabla de 4 (o más) columnas:

Socket interno (LAN)	Socket público (WAN)	Socket remoto	Protocolo
IP_privada:puerto	IP_pública:puerto_traducido	IP_destino:puerto_destino	TCP/UDP

Si dos hosts internos usan el mismo puerto origen, el router cambia uno de ellos al primer puerto libre para que cada sesión tenga un socket público único.

Terminología NAT (local/global, interna/externa)¶

Término	Qué es
Local interna	IP privada del host dentro de la LAN (origen real)
Global interna	IP pública que el router muestra hacia Internet por ese host
Local externa	Cómo el host interno ve al destino (normalmente igual que la global externa)
Global externa	IP pública real del destino en Internet

Interna = el equipo traducido (suele ser el origen de la sesión).
Externa = el destino (no lo traduce este NAT).

IPv6: formato y abreviatura¶

Longitud: 128 bits (frente a 32 de IPv4).
Representación: 8 grupos de 4 dígitos hexadecimales separados por :.
Cada grupo son 16 bits → dirección completa 32 dígitos hex.

Reglas de abreviatura:

Ceros a la izquierda de cada grupo se pueden omitir: 0db8 → db8, 0001 → 1, 0000 → 0.
Una única secuencia de grupos todos cero se puede sustituir por ::. Solo un :: por dirección (si hubiera dos sería ambigua).

Ejemplo:

2001:0db8:0000:0000:0000:0000:00cd:00ef → 2001:db8::cd:ef.

Prefijos IPv6¶

Notación /n: los primeros n bits identifican la red. Tamaños típicos:

Prefijo	Capacidad	Uso típico
`/32`	65 536 bloques /48	Asignación a un ISP
`/48`	65 536 subredes /64	Bloque para empresa mediana/grande
`/56`	256 subredes /64	Bloque residencial delegado por ISP
`/64`	`2^64` direcciones	Subred de un enlace LAN típico
`/128`	1 dirección	Host/loopback

Para un prefijo /n, el bloque abarca 2^(128−n) direcciones.

Tipos de dirección IPv6¶

Tipo	Prefijo / dirección	Uso
Loopback	`::1`	Bucle local (como 127.0.0.1 en IPv4)
Indefinida	`::` (`::/128`)	Origen cuando aún no se conoce IP propia
Link-local	`fe80::/10`	Comunicación solo en el enlace, se autoconfigura siempre
ULA (privada)	`fc00::/7` (en la práctica `fd00::/8`)	Uso privado dentro de una organización (equivalente a RFC 1918)
Global unicast	`2000::/3`	IPv6 públicas routables
Multicast	`ff00::/8` (p. ej. `ff02::1` todos los nodos del enlace)	Entrega a un grupo

Coexistencia IPv4 / IPv6¶

Pila dual: cada nodo tiene IPv4 e IPv6 a la vez.
Túneles: encapsulan IPv6 sobre IPv4 (o viceversa) para atravesar redes que solo soportan una familia.
Traducción: un dispositivo intermedio traduce cabeceras entre IPv4 e IPv6 (ej. NAT-PT / NAT64).

Resumen PARTE 1¶

Tema	Reglas / pasos clave
Privadas RFC 1918	10/8, 172.16/12, 192.168/16. No enrutables en Internet.
NAT estático	1 privada ↔ 1 pública fija. Publicar servidores.
NAT dinámico	Pool público; asignación 1:1 por sesión.
PAT	1 pública para muchos hosts; traduce IP + puerto.
IPv6 abreviada	Quitar ceros a la izquierda + un solo `::` para grupos de ceros.
Prefijos	/48 → 65 536 /64; /56 → 256 /64; /64 = enlace LAN típico.
Coexistencia	Pila dual, túneles, traducción.

PARTE 2: Actividades de práctica (tipo examen)¶

Direcciones IPv4 privadas y públicas¶

Actividad 1 – Identifica privadas y públicas (RFC 1918)
Para cada una de las siguientes IPv4, indica si es pública o privada. Si es privada, especifica a qué rango RFC 1918 pertenece (10/8, 172.16/12 o 192.168/16).

a) 10.25.100.5
b) 172.15.0.1
c) 172.16.0.1
d) 172.31.255.254
e) 172.32.0.1
f) 192.168.10.1
g) 192.169.1.1
h) 8.8.8.8
i) 100.64.0.1
j) 203.0.113.50

NAT estático¶

Actividad 2 – Publicar un servidor con NAT estático
Una empresa tiene en su DMZ un servidor interno en 192.168.20.100 y quiere que sea accesible desde Internet usando la IP pública 198.51.100.50. El router aplica NAT estático 1:1 entre ambas.

Un cliente de Internet (203.0.113.10) abre una conexión TCP hacia la web del servidor en el puerto 80. El puerto origen efímero del cliente es 54321.

Completa las dos tablas:

a) Paquete del cliente → servidor (antes y después de NAT):

Punto de observación	IP origen	Puerto orig	IP destino	Puerto dest
Fuera del router (Internet)	`203.0.113.10`	`54321`	?	`80`
Dentro del router (LAN)	`203.0.113.10`	`54321`	?	`80`

b) Paquete de respuesta servidor → cliente:

Punto de observación	IP origen	Puerto orig	IP destino	Puerto dest
Dentro del router (LAN)	?	`80`	`203.0.113.10`	`54321`
Fuera del router (Internet)	?	`80`	`203.0.113.10`	`54321`

Indica también qué columna modifica el router en cada sentido (origen o destino, IP o puerto).

PAT / NAT con sobrecarga¶

Actividad 3 – Tabla PAT con colisión de puerto origen
Tres PCs de la LAN 192.168.1.0/24 salen a Internet mediante PAT con la única IP pública 198.51.100.20:

PC1: 192.168.1.10, abre HTTP al servidor 203.0.113.80:80 con puerto origen 49200.
PC2: 192.168.1.11, abre HTTP al mismo servidor 203.0.113.80:80 con puerto origen 49200 (coincide con PC1).
PC3: 192.168.1.12, abre HTTPS al servidor 203.0.113.80:443 con puerto origen 50001.

Completa la tabla de traducciones PAT del router. En caso de colisión, asigna al segundo equipo el primer puerto libre (usa, por ejemplo, 50200).

PC	Socket interno	Socket público (traducido)	Socket remoto	Protocolo
PC1	192.168.1.10:49200	198.51.100.20:?	203.0.113.80:80	TCP
PC2	192.168.1.11:49200	198.51.100.20:?	203.0.113.80:80	TCP
PC3	192.168.1.12:50001	198.51.100.20:?	203.0.113.80:443	TCP

Responde además:

¿Por qué no basta con traducir solo la IP en el caso de PC1 y PC2?
Cuando el servidor responde al PC2, ¿qué socket destino lleva el paquete que llega al router? ¿Y cómo decide el router que debe reenviarse al PC2 y no al PC1?

Terminología NAT¶

Actividad 4 – Local interna / global interna / local externa / global externa
El PC-A tiene IP 192.168.10.20 (LAN). El router corporativo con NAT tiene IP pública 203.0.113.5. El PC-A accede al servidor web público 93.184.216.34 (puerto 80).

Completa la tabla de terminología NAT para el tráfico PC-A → servidor web:

Término	Dirección
Local interna	?
Global interna	?
Local externa	?
Global externa	?

Responde también:

¿Cuál es el dispositivo traducido desde el punto de vista del NAT?
¿Qué IP ve el servidor web como origen de la petición? ¿Por qué?

NAT dinámico vs PAT¶

Actividad 5 – Dimensionado de pool NAT
Una empresa tiene 40 PCs en la LAN 10.50.0.0/24 que navegan por Internet. Dispone de las siguientes opciones:

Opción A: NAT dinámico con un pool de 8 IPs públicas.
Opción B: PAT con 1 sola IP pública.

Responde:

Con la opción A, ¿cuántos PCs pueden salir a Internet al mismo tiempo? Justifica.
Con la opción B (PAT), ¿cuántas sesiones simultáneas puede haber como máximo (teórico)? ¿Qué recurso es el que limita?
¿Cuál de las dos opciones es más adecuada para una red doméstica típica y por qué?

IPv6 – Abreviatura¶

Actividad 6 – Abreviar direcciones IPv6
Escribe la forma más corta válida de cada una de las siguientes direcciones IPv6 (aplica ceros a la izquierda + ::):

a) 2001:0db8:0000:0000:0000:0000:0000:0001
b) fe80:0000:0000:0000:abcd:ef01:2345:6789
c) 2001:0abc:0000:0001:0000:0000:0000:0002
d) 0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000:0000
e) fc00:0db8:0000:1234:0000:0000:0000:cdef

Indica también si las siguientes son válidas o inválidas y por qué:

f) 2001:db8::1::5
g) 2001:db8:gggg::1
h) fe80::abcd:0:0:1

Actividad 7 – Expandir direcciones IPv6
Escribe en forma completa (32 dígitos hexadecimales, 8 grupos de 4) cada dirección abreviada:

a) ::1
b) 2001:db8::
c) fe80::1234:5:6:7
d) ff02::2

IPv6 – Tipos de dirección¶

Actividad 8 – Identificar el tipo de dirección IPv6
Indica el tipo (global unicast, link-local, ULA, loopback, multicast o indefinida) y una breve observación sobre el uso de cada dirección:

a) ::1
b) fe80::1
c) fc00:abcd::10
d) 2001:db8:acad::1
e) ff02::1
f) ::
g) fd12:3456:789a::1
h) ff02::2

IPv6 – Prefijos y subnetización¶

Actividad 9 – Prefijo /64
Dada la dirección 2001:db8:acad:1234::100/64, responde:

Escribe el prefijo de red (sin sufijo de host) en forma abreviada.
Indica la primera y la última dirección del bloque /64 en forma desarrollada (sin ::, con todos los grupos).
¿Cuántos bits quedan para el identificador de interfaz?
¿Cuántas direcciones de host contiene el bloque (en forma 2^x)?

Actividad 10 – Subnetizar un /48 en /64
Una empresa recibe del ISP el bloque 2001:db8:abcd::/48. Desea crear 8 subredes /64 para ocho departamentos.

¿Cuántos bits quedan disponibles para identificar subredes dentro del /48?
Escribe las 8 primeras subredes /64 que puede usar, en forma abreviada.
¿Cuántas subredes /64 puede crear la empresa en total con ese /48?

Actividad 11 – Bloque residencial /56
Un ISP delega al router de casa el prefijo 2001:db8:cafe:ab00::/56.

¿Cuántas subredes /64 puede usar el router internamente con ese /56?
Escribe las 4 primeras subredes /64 (en forma abreviada si procede).
Si solo hay una LAN doméstica, ¿qué prefijo debería asignarle el router a esa LAN y qué tamaño tiene?

IPv4 vs IPv6 en un escenario real¶

Actividad 12 – Comparación IPv4+PAT vs IPv6 nativo
Un hogar tiene 6 dispositivos (2 PCs, 2 móviles, 1 TV y 1 consola). El router recibe del ISP:

En IPv4: una única IP pública 84.10.20.30 y aplica PAT a la LAN 192.168.1.0/24.
En IPv6: un prefijo /56 delegado (2001:db8:cafe::/56).