Redes LAN: qué son, cómo funcionan y cómo diseñarlas

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Categoría: Redes

Una red LAN (Local Area Network) conecta equipos en un área limitada, como una casa, una oficina o un edificio. Permite compartir archivos, impresoras, aplicaciones y la conexión a Internet. Esta guía explica sus componentes, cómo se direcciona y cómo diseñarla bien. Para los cálculos de subredes puedes usar la calculadora de subredes de esta web.

Abrir la calculadora de subredes IPv4

 

Componentes de una LAN

  • Switch: conecta los equipos de la red local. Aprende la dirección MAC de cada puerto y reenvía las tramas solo al destino.
  • Router: conecta la LAN con otras redes, como Internet. También separa dominios de broadcast.
  • Punto de acceso Wi-Fi: añade conexión inalámbrica a la red cableada.
  • Cableado: par trenzado (Cat5e, Cat6, Cat6A) hasta 100 metros por tramo, o fibra óptica para distancias mayores y enlaces troncales.
  • Tarjetas de red (NIC): cada equipo tiene la suya, con una dirección MAC única.
  • Firewall: filtra el tráfico entre la LAN y el exterior, o entre partes de la propia red.

Topologías

La topología describe cómo se conectan los equipos. Hoy casi todas las LAN son en estrella: cada equipo se conecta a un switch central. Si hay varios switches, se habla de estrella extendida o árbol. Las topologías en bus y en anillo prácticamente han desaparecido en redes Ethernet. La malla se usa en enlaces donde se busca redundancia.

Ethernet y Wi-Fi
 
Ethernet (IEEE 802.3) es el estándar de las redes cableadas. Las velocidades habituales son 100 Mbps, 1 Gbps, 2,5, 5 y 10 Gbps. Con par trenzado, el alcance máximo es de 100 m. El Wi-Fi (IEEE 802.11) funciona en las bandas de 2,4 y 5 GHz, y en 6 GHz con Wi-Fi 6E. Siempre que puedas, conecta por cable los equipos fijos y deja el Wi-Fi para móviles y portátiles.
 
Direcciones MAC e IP
 
  • MAC: identifica la tarjeta de red dentro de la LAN. Tiene 48 bits y no cambia entre redes.
  • IP: identifica al equipo en la red y se puede cambiar. Una IPv4 tiene 32 bits, que se escriben en cuatro números de 0 a 255.

Para las direcciones de uso interno se emplean rangos privados, que no se enrutan por Internet: 10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16. Un router con NAT traduce esas direcciones a la IP pública cuando salen a Internet.

Máscara de red y subredes

La máscara indica qué parte de la dirección identifica a la red y cuál a los equipos. Se puede escribir como 255.255.255.0 o con el prefijo /24, que son los bits a uno de la máscara.

Fórmulas básicas

  • Direcciones de una subred: 2 elevado a los bits de host (32 menos el prefijo).
  • Hosts utilizables: ese total menos 2 (la dirección de red y la de broadcast).
  • Tamaño del bloque: 256 menos el valor del octeto de la máscara.

Ejemplo: 192.168.1.0/26. La máscara es 255.255.255.192 y el bloque es de 64 direcciones. Hay 4 subredes: .0, .64, .128 y .192. Cada una tiene 62 hosts utilizables. Por ejemplo, la subred 192.168.1.64/26 va de .65 a .126 y su broadcast es .127.

Tabla rápida:

  • /24: 255.255.255.0, 254 hosts
  • /25: 255.255.255.128, 126 hosts
  • /26: 255.255.255.192, 62 hosts
  • /27: 255.255.255.224, 30 hosts
  • /28: 255.255.255.240, 14 hosts
  • /29: 255.255.255.248, 6 hosts
  • /30: 255.255.255.252, 2 hosts

Plan de direcciones con VLSM

VLSM permite usar máscaras de distinto tamaño dentro de una misma red, para no desperdiciar direcciones. Se asigna de mayor a menor.

Ejemplo con 192.168.10.0/24:

  • Ventas (100 hosts): 192.168.10.0/25, de .1 a .126
  • Administración (50 hosts): 192.168.10.128/26, de .129 a .190
  • Almacén (20 hosts): 192.168.10.192/27, de .193 a .222
  • Enlace entre routers (2 hosts): 192.168.10.224/30, de .225 a .226

Quedan libres las direcciones desde 192.168.10.228. Puedes comprobarlo en la calculadora, en la pestaña VLSM.

Servicios básicos de una LAN

  • Puerta de enlace (gateway): la IP del router por la que salen los paquetes a otras redes.
  • DHCP: reparte direcciones IP, máscara, gateway y DNS de forma automática. Reserva rangos fijos para servidores, impresoras y equipos de red.
  • DNS: traduce nombres (como cuartodecomunicaciones.com) en direcciones IP.
  • NAT: permite que muchos equipos privados compartan una IP pública.

VLAN: separar la red sin cambiar el cableado

Una VLAN (IEEE 802.1Q) divide un switch en varias redes lógicas independientes. Sirve para separar departamentos, invitados, cámaras o telefonía. Cada VLAN suele tener su propia subred, y el router o un switch de capa 3 enruta entre ellas. Los enlaces entre switches llevan varias VLAN en modo trunk. Tienes los comandos para configurarlas en el buscador de comandos Cisco.

Muestra el recorrido de la red de arriba abajo:

  • Internet → router/firewall → switch principal, con el enlace entre router y switch marcado como trunk 802.1Q (router-on-a-stick).
  • Tres VLAN, cada una con su switch de acceso y sus equipos. Los nombres y direcciones son los del plan VLSM del artículo: Ventas (VLAN 10, 192.168.10.0/25), Administración (VLAN 20, 192.168.10.128/26) y Almacén (VLAN 30, 192.168.10.192/27). El gateway de cada una es su primera dirección utilizable (.1, .129 y .193).
  • Leyenda: línea azul gruesa para los trunk y gris fina para los puertos de acceso. El aviso inferior recuerda que el router, o un switch de capa 3, enruta entre las VLAN.

"Esquema de una red LAN: Internet, router, switch principal con trunk 802.1Q y tres VLAN (Ventas, Administración y Almacén) con sus subredes".

Buenas prácticas

  • Documenta el plan de direcciones y el cableado, y etiqueta cada cable y cada puerto.
  • Usa una VLAN por función y deja una VLAN para invitados.
  • Reserva espacio: no uses toda la subred, deja margen para crecer.
  • Activa STP o RSTP para evitar bucles, y enlaces redundantes en los troncales.
  • Cambia las contraseñas por defecto y actualiza el firmware.
  • Haz copias de seguridad de las configuraciones de los equipos (por ejemplo, con un servidor TFTP).
  • Prueba con Packet Tracer antes de tocar la red real.

Diagnóstico básico

  • ipconfig o ip a: ver la IP, la máscara y el gateway.
  • ping a la puerta de enlace, y luego a Internet: dónde se corta la conexión.
  • arp -a: ver qué MAC corresponde a cada IP.
  • tracert o traceroute: el camino que sigue el tráfico.
  • Una IP 169.254.x.x indica que el equipo no ha recibido dirección del DHCP.
  • Revisa si dos equipos tienen la misma IP y si la máscara es la misma en todos.

Preguntas frecuentes

¿Qué diferencia hay entre una LAN y una WAN?
La LAN abarca un área local y es propia. La WAN une redes lejanas, normalmente con enlaces de un operador.

¿Qué diferencia hay entre un switch y un router?
El switch conecta equipos dentro de la misma red. El router conecta redes distintas.

¿Cuántos equipos caben en una red /24?
254 utilizables, con máscara 255.255.255.0.

¿Para qué sirve la dirección de broadcast?
Para enviar un mensaje a todos los equipos de la subred. Es la última dirección de cada subred y no se puede asignar a un equipo.

¿Puedo usar cualquier rango de IP en mi red local?
Debes usar los rangos privados (10.0.0.0/8, 172.16.0.0/12 y 192.168.0.0/16) para no chocar con direcciones públicas.

Más recursos en esta web: calculadora de subredes, buscador de comandos Cisco, Packet Tracer, Cisco TFTP Server y los artículos de MikroTik y Huawei.