Dispositivos y direccionamiento IP
Sesión 2 · U2 Topologías y dispositivos
ING. JAVIER APAZA MARTÍNEZ
Miércoles 28 de octubre de 2026 · 19:00 – 22:00
Lo que traemos
El switch trabaja con la MAC (capa 2); el router, con la IP (capa 3).
Tramo máximo del cobre Ethernet. Más allá, o con ruido: fibra.
Es lo que tolera un anillo con MRP o DLR. Sin protocolo, un anillo es un bucle.
Hoy: qué equipo va en cada lugar y cómo se le pone dirección a todo. Es el tema donde más se falló en la 1ª versión.
Plan de la sesión
Dispositivos de red
Cada uno trabaja en una capa y resuelve un problema distinto
Cada equipo, en su capa
| Capa | Equipo | Qué hace |
|---|---|---|
| 7 · Aplicación | Gateway de protocolo · IO-Link master | Traduce un protocolo a otro (Modbus RTU ↔ TCP, PROFIBUS ↔ PROFINET) |
| 3 · Red | Router · firewall | Une subredes, filtra tráfico, VPN, NAT |
| 2 · Enlace | Switch · punto de acceso Wi-Fi | Reenvía tramas por MAC dentro de la misma red |
| 1 · Física | Repetidor · conversor de medios | Regenera la señal o la pasa de cobre a fibra |
Pregunta clave para elegir: ¿qué problema tengo? ¿Distancia, otra red, otro protocolo, otro medio?
Switch: no gestionable o gestionable
| Función | No gestionable | Gestionable |
|---|---|---|
| Reenviar por MAC | ✓ | ✓ |
| VLAN | — | ✓ separa control, cámaras y oficina |
| Redundancia de anillo | — | ✓ MRP, RSTP (y DLR en EtherNet/IP) |
| Diagnóstico | LED del puerto | ✓ SNMP, alarmas, estadísticas, diagnóstico PROFINET |
| Espejo de puerto | — | ✓ copia el tráfico para analizarlo con Wireshark |
| Multicast (IGMP snooping) | — | ✓ evita que el tráfico de grupo inunde la red |
Switch industrial frente a switch de oficina
De oficina
- 230 V CA, una sola fuente
- Montaje en rack o escritorio
- 0 a 40 °C, ambiente limpio
- Ventilador, sin protección contra polvo ni agua
- Pensado para durar 3 a 5 años
Industrial
- 24 V CC con dos entradas (fuente redundante)
- Riel DIN dentro del tablero
- Rango de temperatura extendido (según modelo)
- Sin ventilador; carcasa IP30, o IP65/67 para montar en máquina
- Contacto de alarma, diagnóstico y protocolos industriales
Ejemplos de fabricantes: Siemens SCALANCE, Hirschmann, Moxa, Phoenix Contact, Cisco IE.
Router, firewall y gateway
Router
- Une subredes (capa 3)
- NAT 1:1: integra máquinas clonadas con la misma IP
- VPN para el acceso remoto del integrador
Firewall
- Decide qué tráfico pasa entre zonas
- Los industriales entienden Modbus o S7: pueden permitir leer y bloquear escribir
- Base de la segmentación (S5)
Gateway
- Traduce protocolos: Modbus RTU ↔ TCP, PROFIBUS ↔ PROFINET
- En Modbus TCP→RTU, la Unit ID indica a qué esclavo va
- IO-Link master: junta sensores punto a punto
Cuidado con la palabra “gateway”: en IP también se llama gateway (puerta de enlace) al router de la subred. Son dos cosas distintas.
Y los que trabajan en la capa física
Repetidor
RS-485 y PROFIBUS: regenera la señal y empieza un segmento nuevo (otras 32 cargas, otra longitud).
Conversor de medios
Cobre ↔ fibra, sin tocar los datos. Ideal para cruzar 400 m entre tableros.
Punto de acceso
Wi-Fi ↔ cable. Los industriales permiten roaming rápido para AGV y equipos móviles.
¿Qué equipo necesito?
Seis situaciones sorteadas de un banco: elige el equipo correcto.
Direccionamiento IP
MAC, IP, máscara, subred y gateway
MAC e IP: DNI y domicilio
MAC · capa 2
00:1B:1B:A1:B2:C3 · 48 bits
Viene grabada de fábrica en la tarjeta. Los primeros 24 bits dicen quién la fabricó.
Como el DNI: va con la persona a donde vaya.
IP · capa 3
192.168.10.20 · 32 bits
Se asigna según la red en que está el equipo.
Como el domicilio: si te mudas, cambia.
ARP las une: “¿Quién tiene la 192.168.10.20?” (a todos, por broadcast) → “Yo, mi MAC es 00:1B:1B…”. Con arp -a ves esa tabla en tu PC.
Anatomía de una dirección IPv4
192.168.10.20
Parte de red: igual en todos los equipos de la subred.
Parte de equipo: distinta en cada uno.
La máscara dice dónde termina una y empieza la otra.
255.255.255.0 = /24
24 bits de red · 8 bits de equipo
2⁸ = 256 direcciones − 2 = 254 equipos
Las dos que se restan: la dirección de red (.0) y el broadcast (.255).
Tamaños de subred que vas a usar
| Prefijo | Máscara | Equipos | Uso típico en planta |
|---|---|---|---|
| /24 | 255.255.255.0 | 254 | Una red por línea o por máquina (lo más común) |
| /25 | 255.255.255.128 | 126 | Partir una /24 en dos |
| /26 | 255.255.255.192 | 62 | Celdas pequeñas |
| /28 | 255.255.255.240 | 14 | Una máquina pequeña |
| /30 | 255.255.255.252 | 2 | Enlace entre dos routers |
Fórmula: equipos = 2(32 − prefijo) − 2
Direcciones privadas y especiales
Privadas (uso interno)
| 10.0.0.0/8 | 10.x.x.x |
| 172.16.0.0/12 | 172.16 a 172.31 |
| 192.168.0.0/16 | 192.168.x.x |
En planta se usan siempre estas. Las demás son de internet.
Especiales: nunca a un equipo
- 127.0.0.1 el propio equipo (loopback)
- 169.254.x.x APIPA: “no conseguí IP” → es una falla
- 0.0.0.0 sin dirección
- 255.255.255.255 broadcast a toda la red local
Las “clases” A, B, C, D y E ya no se usan desde 1993: hoy manda el prefijo (CIDR). La clase E iba de 240.0.0.0 a 255.255.255.255.
¿Están en la misma subred?
Se comparan solo los bits de red. Si coinciden, se hablan directo; si no, necesitan un router.
| Equipo A | Equipo B | ¿Misma subred? |
|---|---|---|
| 192.168.1.10/24 | 192.168.1.200/24 | Sí: red 192.168.1.0 |
| 192.168.1.10/24 | 192.168.2.10/24 | No: .1.0 frente a .2.0 |
| 10.0.5.20/16 | 10.0.7.30/16 | Sí: red 10.0.0.0 |
| 192.168.1.100/25 | 192.168.1.150/25 | No: .0/25 frente a .128/25 |
El gateway: la salida hacia otras redes
- El PLC de la línea 1 quiere hablar con 192.168.2.10 → no es de mi red → lo manda a su gateway 192.168.1.1.
- El router lo entrega en la línea 2.
- El gateway siempre está en mi propia subred.
- Para hablar con la misma subred, el gateway no se usa.
El SCADA con varias tarjetas de red
✗ Así no
Tarjeta 1 → Máquina A: 192.168.1.100/24
Tarjeta 2 → Máquina B: 192.168.1.101/24
Las dos tarjetas quedan en la misma subred: Windows no sabe por cuál salir. Una máquina se ve y la otra no, o se alternan.
✓ Así sí
Tarjeta 1 → Máquina A (192.168.1.0/24): 192.168.1.100
Tarjeta 2 → Máquina B (192.168.2.0/24): 192.168.2.100
Cada tarjeta, en la subred de la máquina a la que está conectada. Sin gateway en ninguna, o solo en la que sale a otras redes.
La alternativa más ordenada es una sola tarjeta y un router entre la supervisión y las máquinas.
Un plan de direcciones ordenado
Una subred por zona
| Línea 1 | 192.168.10.0/24 |
| Línea 2 | 192.168.20.0/24 |
| Supervisión | 192.168.100.0/24 |
| Cámaras | 192.168.110.0/24 |
Rangos por tipo de equipo
| .1 | Router o gateway |
| .10 – .19 | PLC |
| .20 – .39 | HMI |
| .40 – .99 | E/S remotas, variadores |
| .100 – .199 | PC, SCADA, ingeniería |
| .200 – .254 | Reserva |
Es una convención, no una norma: lo importante es que la planta tenga una y que esté documentada.
Direccionamiento IP
Ocho preguntas de un banco de más de 30: red, broadcast, máscara, gateway. Pueden usar la calculadora.
10 min
Volvemos con VLAN, PROFINET y diagnóstico
VLAN: varias redes en los mismos switches
- Cada VLAN es una red separada, aunque compartan cables y switches.
- Ejemplo: VLAN 10 control · VLAN 20 cámaras · VLAN 30 oficina técnica.
- Entre switches, un enlace troncal (IEEE 802.1Q) lleva todas, etiquetadas.
- Para hablar entre VLAN hace falta un router o un switch de capa 3, y ahí se aplican reglas.
¿Para qué?
✓ El video de las cámaras no satura el control
✓ Un problema en la oficina no llega a la máquina
✓ Primer paso de la segmentación de seguridad (S5)
IP en PROFINET: el nombre manda
- El protocolo que lo hace se llama DCP y trabaja en capa 2.
- Si cambias un equipo dañado, basta con darle el mismo nombre (o, en clase de conformidad B, el PLC lo reconoce por la topología).
- El error típico: equipo sin nombre o con un nombre distinto → LED de falla de bus encendido. Lo veremos en TIA en la S4.
Herramientas para la caja de herramientas
| Herramienta | Para qué |
|---|---|
| ipconfig /all | IP, máscara, gateway y MAC de cada tarjeta de la PC |
| ping 192.168.10.10 | ¿Responde el equipo? (ojo: algunos no responden aunque estén bien) |
| arp -a | Qué MAC tiene cada IP vista: delata IP duplicadas |
| tracert | Por qué routers pasa el paquete |
| Cisco Packet Tracer | Simular subredes, VLAN y routers (gratis, vía Skills for All) |
| Wireshark | Ver el tráfico real: lo usaremos en S3 y S4 |
Caza el error
Cinco planes reales con una falla cada uno.
Topología y plan de direcciones de la planta
La planta del caso: dos líneas de producción y un SCADA a 150 m, con equipos reales (PLC, HMI, variador, servo, balanza RS-485, E/S remotas, cámara).
- Diagrama de la topología, con medios y tipos de switch
- Equipos de red elegidos y justificados
- Plan de IP completo, validado con el planificador (captura sin errores)
- Dónde pondrías redundancia y con qué protocolo
- Tres preguntas de análisis
Cómo cuenta
No tiene nota propia: hoy lo practicamos con esta planta y después lo haces con la planta de tu trabajo final (su parte 2.1).
Elige tu planta antes de la S3 y avísala por el LMS. Tenlo listo antes de la S4 y autoevalúate con la lista de cotejo.
Guía completa y lista de cotejo: /practicas/p1.html
Lo que vimos hoy
- Cada equipo trabaja en una capa: repetidor y conversor (1), switch (2), router y firewall (3), gateway (7).
- MAC = DNI de la tarjeta; IP = domicilio en la red. ARP las une.
- La máscara separa red y equipo; misma subred = hablan directo; si no, router y gateway.
- SCADA con varias tarjetas: cada una en la subred de su máquina.
- Un plan de IP ordenado y documentado ahorra horas de diagnóstico.
S3 · Protocolos de comunicación industrial
Veremos
- RS-232, RS-485 y Modbus RTU/TCP por dentro (trama y funciones)
- PROFIBUS, PROFINET, EtherNet/IP, EtherCAT, CANopen
- Cómo elegir un protocolo
Para llevar
- Avance 1 encaminado
- Elegir la planta del trabajo final antes de la S3 y avisarla por el LMS
- Si quieres adelantar: instala Wireshark (gratis)
Ticket de salida
Gracias
El planificador IP queda en el aula para el avance 1