Desarrollo De Componentes Software Para Servicios De Comunicaciones. Uf1288. E-Book

Beatriz Coronado García

• Herausgeber: Clube de Autores
• Kategorie: Wissenschaft und neue Technologien
• Sprache: Spanisch

Seitenzahl: 124

Veröffentlichungsjahr: 2025

Beschreibung

Puede solicitar gratuitamente las soluciones a todas las actividades en el email [email protected] Capacidades que se adquieren con este Manual: Implementar servicios de comunicaciones entre sistemas aplicando las técnicas y estándares de desarrollo de elementos software, de acuerdo a unas especificaciones técnicas y funcionales dadas.

Leseprobe

Desarrollo de componentes software para servicios de comunicaciones. UF1288.

Autora: Beatriz Coronado García.

© EDITORIAL TUTOR FORMACIÓN

C/ San Millán, 7, bajo 10

26004 Logroño (La Rioja)

Tlf. 610687276

Email: [email protected]

Web: https://tutorformacion.es   o  https://editorial.tutorformacion.es

Edición: 2025

ISBN: 979-13-87566-25-8

Depósito legal: LR 82-2025

Reservados todos los derechos de publicación en cualquier idioma.

Según el código penal vigente ninguna parte de este o cualquier otro libro puede ser reproducida, grabada en alguno de los sistemas de almacenamiento existentes o transmitida por cualquier procedimiento, ya sea electrónico, mecánico, reprográfico, magnético o cualquier otro, sin autorización previa y por escrito de D. Miguel Ángel Ladrón Jiménez; su contenido está protegido por la ley vigente que establece penas de prisión y/o multas a quienes intencionadamente reprodujeren o plagiaren, en todo o en parte, una obra literaria, artística o científica.

Portada diseñada por FreePik

Contenido

Introducción

Programación concurrente

1.Programación de   procesos e hilos de ejecución.

1.1.Gestión de   procesos.

1.2.Hilos y sincronización.

2.Programación de eventos asíncronos.

2.1.Señales.

2.2.Temporizadores.

3.Mecanismos de comunicación entre   procesos.

3.1.Tuberías (pipes).

3.2.Semáforos.

3.3.Compartición de memoria.

3.4.Mensajes.

4.Sincronización.

4.1.Funciones de sincronización entre hilos.

4.2.Problemas de sincronización. Bloqueos (Deadlocks).

5.Acceso a dispositivos.

5.1.Funciones de lectura y escritura.

5.2.Puertos de entrada y salida.

6.Prueba de autoevaluación.

Fundamentos de comunicaciones

1.Modelos de programación en red.

1.1.El modelo cliente/servidor.

1.2.Modelos de microservicios y APIs modernas.

1.3.Modelos basados en mensajes. Introducción a los servicios web.

2.El nivel físico.

2.1.Dispositivos físicos.

2.2.Protocolos de nivel físico.

3.El nivel de enlace.

3.1.Redes Ethernet.

3.2.Direcciones físicas.

4.El nivel de transporte.

4.1.El protocolo TCP/IP.

4.2.Esquemas de direccionamiento.

4.3.El nivel de transporte.  protocolos TCP y UDP. Otros protocolos de uso común.

4.4.Puertos.

4.5.Servicios de red básicos.

5.Prueba de autoevaluación.

Programación de servicios de comunicaciones

1.Aplicaciones y utilidades de comunicaciones. Estándares de comunicaciones.

1.1.Organismos de estandarización de comunicaciones.

1.2.Comunicaciones en sistemas operativos de uso común.

1.3.Tipos de servicios de comunicaciones.

1.4.Protocolos de comunicaciones de uso común.

1.5.Estándares de comunicaciones inalámbricas.

2.Librerías de comunicaciones de uso común.

2.1.APIs para entornos Windows.

2.2.APIs para entornos Unix.

3.Programación de componentes de comunicaciones.

3.1.Programación de sockets.

3.2.Programación de manejadores de protocolos.

4.Técnicas de depuración de servicios de comunicaciones.

4.1.Directrices para el diseño de pruebas

4.2.Exploración de vulnerabilidades y puertos.

4.3.Revisión de logs.

4.4.Otras técnicas de depuración.

4.5.Herramientas de prueba y depuración de servicios de comunicaciones.

5.Rendimiento en las comunicaciones.

5.1.Calidad de servicio y redes definidas Porsoftware.

5.2.Control del ancho de banda.

5.3.Herramientas de monitorización de redes.

6.Prueba de autoevaluación.

Seguridad en las comunicaciones

1.Principios de seguridad en las comunicaciones.

1.1.Mecanismos de seguridad.

1.2.Principales vulnerabilidades y amenazas.

2.Herramientas para la gestión de la seguridad en red. Scanners.

3.Seguridad IP.

4.Seguridad en el nivel de aplicación. El protocolo TLS.

5.Seguridad en redes inalámbricas.

6.Prueba de autoevaluación.

Resumen

Prueba de evaluación final

Introducción

Este manual está diseñado para proporcionar una visión completa y actualizada de los conceptos, técnicas y herramientas necesarias para el desarrollo de componentes software enfocados en servicios de comunicaciones. A través de un enfoque estructurado, se Profundiza en aspectos fundamentales como la programación concurrente, los fundamentos de las comunicaciones, la programación de servicios de comunicaciones y la seguridad en las redes. Este contenido está dirigido a Profesionales y estudiantes interesados en adquirir competencias Prácticas y teóricas esenciales para trabajar en el ámbito de las comunicaciones en entornos modernos.

Comenzaremos explorando los principios de la programación concurrente, incluyendo el manejo de   procesos, hilos de ejecución y mecanismos de sincronización. Este capítulo introduce técnicas fundamentales para la gestión de recursos en sistemas multitarea, como tuberías, semáforos y memoria compartida. Además, se abordan los desafíos de sincronización y las soluciones para Prevenir bloqueos en aplicaciones de software concurrentes.

En el capítulo dedicado a los fundamentos de comunicaciones, se desarrollan los conceptos clave de la arquitectura de redes, comenzando con el modelo cliente-servidor tradicional, los microservicios y APIs modernas, y los servicios web basados en eventos. Se Profundiza en los niveles físico, de enlace y de transportes, destacando protocolos actuales como TCP/IP, UDP y QUIC, esenciales para las comunicaciones en redes modernas. También se incluyen los servicios básicos de red y esquemas de direccionamiento.

La programación de servicios de comunicaciones ocupa un lugar destacado en este manual, abordando desde la programación de sockets hasta el uso de librerías específicas para entornos Windows y Unix. Se explican las técnicas modernas de depuración de servicios, el control de rendimiento en comunicaciones, y se analiza la calidad del servicio IP y redes definidas Por software. Además, se revisan los estándares de comunicaciones inalámbricas más recientes, como Wi-Fi 6 y Wi-Fi 7, para garantizar que el lector esté Preparado para trabajar con las tecnologías más actuales.

Por último, en el apartado de seguridad en las comunicaciones, se presentan los principios fundamentales para Proteger las redes y los servicios que las integran. Se incluyen temas clave como la seguridad IP, la implementación de TLS 1.3 para conexiones seguras, y el fortalecimiento de redes inalámbricas mediante estándares como WPA3. Este capítulo aborda las vulnerabilidades comunes y también proporciona herramientas Prácticas para la gestión de seguridad en redes modernas.

A continuación, se Presenta un glosario de términos clave relacionados:

ACL (Lista de Control de Acceso): Conjunto de reglas que define qué usuarios o sistemas pueden acceder a un recurso.Active Directory: Servicio de directorio para la gestión de identidades y accesos en redes.Algoritmo de cifrado: Método matemático utilizado para transformar datos en un formato seguro.Algoritmo de hashing: Función matemática que convierte datos en un valor fijo, utilizado para integridad y seguridad.Análisis de paquetes: Examen detallado del tráfico de red para diagnosticar Problemas o identificar amenazas.Ancho de banda: Capacidad máxima de transmisión de datos en una red.Anycast: Técnica en la que una dirección IP se asocia a múltiples nodos, y el más cercano responde.API (Interfaz de programación de Aplicaciones): Conjunto de funciones y protocolos que permiten la interacción entre aplicaciones y sistemas.ARP (protocolo de Resolución de Direcciones): Traduce direcciones IP a direcciones MAC.Arquitectura de tres capas: Diseño de software dividido en Presentación, lógica de negocio y base de datos.Arquitectura distribuida: Sistema en el que múltiples nodos colaboran para ofrecer servicios.Asincronía: Técnica de programación donde las operaciones se ejecutan de manera independiente, sin bloquear la ejecución del Programa.Autenticación:  proceso de verificación de identidad para garantizar el acceso seguro a un sistema.Auto-negociación:  proceso por cual dispositivos de red acuerdan los mejores parámetros para comunicarse.Autorización:  proceso que determina los permisos de un usuario o entidad.Backbone: Infraestructura Principal de una red que conecta diferentes nodos y redes.Backhaul: Conexión que enlaza redes de acceso locales con la red Principal.Balanceo de carga: Distribución del tráfico de red entre múltiples servidores para mejorar la disponibilidad y el rendimiento.Balanceo de enlace: Distribución del tráfico entre múltiples conexiones físicas.Banda dual: Capacidad de operar en dos bandas de frecuencia diferentes (2.4 GHz y 5 GHz).Beacon Frame: Mensaje enviado periódicamente en redes Wi-Fi para anunciar la Presencia de un punto de acceso.Beacon: Señal emitida periódicamente en redes inalámbricas para la sincronización.BGP (Border Gateway Protocol):  protocolo que gestiona el enrutamiento entre redes autónomas en internet.Bloqueo (Deadlock): Situación donde dos o más   procesos están esperando recursos que están bloqueados Porellos mismos.Broadcast storm: Exceso de tráfico de difusión que puede sobrecargar una red.Broadcast: Comunicación en la que un mensaje se envía a todos los dispositivos de una red.Buffer: Espacio de memoria temporal para almacenar datos antes de Procesarlos.Bus de datos: Medio para transferir datos entre componentes de un sistema.Cableado estructurado: Diseño estandarizado para la instalación de redes físicas.Caché: Memoria intermedia que almacena temporalmente datos para un acceso más rápido.CAN (Red de Área de Campus): Red que conecta múltiples edificios en un área limitada.Carga útil: Parte de un paquete que contiene los datos reales que se están transmitiendo.Carpeta compartida: Directorio accesible a múltiples usuarios en una red.Certificado digital: Documento electrónico que autentica la identidad de un usuario o dispositivo.Checksum: Valor utilizado para verificar la integridad de los datos transmitidos.CIDR (Notación de Ruta Inter-Dominio sin Clases): Método de asignación de direcciones IP para mejorar la eficiencia.CIFS (Sistema de Archivos de Internet Común):  protocolo para compartir archivos en redes.Cliente/servidor: Modelo de comunicación donde un cliente solicita servicios y un servidor los proporciona.Cloud computing: Uso de recursos informáticos (como servidores y almacenamiento) a través de internet.Cloudflare: Proveedor de servicios de red y seguridad para sitios web y aplicaciones.Cluster: Conjunto de servidores que trabajan juntos como una única unidad.Codificación base64: Técnica para representar datos binarios en un formato legible de texto.Cola de mensajes: Sistema para almacenar y gestionar mensajes entre aplicaciones o   procesos.Colisión: Ocurre cuando dos dispositivos intentan transmitir datos al mismo tiempo en una red compartida.Compartición de memoria: Técnica que permite que múltiples   procesos accedan a una región común de memoria.Compresión de datos: Reducción del tamaño de los datos para optimizar su transmisión.Comunicación entre   procesos (IPC): Métodos para que   procesos independientes intercambien datos o información.Concurrencia: Ejecución simultánea de múltiples   procesos o hilos.Configuración automática IPv6: Método de asignación de direcciones sin necesidad de un servidor DHCP.Control de acceso basado en roles (RBAC): Restricción de acceso según los roles de los usuarios.Control de acceso: Restricción de recursos basada en permisos definidos.Control de congestión: Técnica para gestionar el tráfico en una red y evitar sobrecargas.Control de flujo: Gestión de la velocidad de transmisión de datos entre emisor y receptor para evitar desbordamientos.Controlador de red: Dispositivo o software que gestiona y supervisa el tráfico en una red.Cookie: Archivo que almacena información sobre el usuario en su navegador para facilitar interacciones futuras.Cortafuegos de aplicaciones web (WAF): Firewall especializado en Proteger aplicaciones web.CPS (Certificación de Prácticas de Seguridad): Documento que detalla las políticas de una autoridad de certificación.CRC (Comprobación de Redundancia Cíclica): Método para verificar la integridad de datos.Criptografía: Ciencia que Protege la información mediante algoritmos matemáticos.Cross-site scripting (XSS): Vulnerabilidad que permite la inyección de código en aplicaciones web.Datagrama: Unidad básica de datos en redes basadas en el protocolo IP.Demultiplexación:  proceso de separar señales combinadas para transmitirlas a sus destinos originales.Deserialización:  proceso de convertir datos serializados en un objeto utilizable en memoria.Desfragmentación de IP: Reconstrucción de paquetes IP fragmentados.DHCP Relay: Servicio que reenvía solicitudes DHCP entre diferentes subredes.Direccionamiento IP: Asignación de direcciones únicas a dispositivos en una red.Dispositivo IoT: Dispositivo conectado a internet diseñado para recopilar y compartir datos.DMZ (Zona Desmilitarizada): Subred utilizada para aislar recursos accesibles desde internet.DNS (Sistema de Nombres de Dominio): Servicio que traduce nombres de dominio en direcciones IP.Docker: Plataforma para ejecutar aplicaciones en contenedores que aseguran consistencia entre entornos de desarrollo y Producción.Dominio: Identificador único utilizado en la web para localizar un recurso.Dual Stack: Configuración que permite el uso simultáneo de IPv4 e IPv6.EIGRP (protocolo de Enrutamiento Interior Mejorado):  protocolo de enrutamiento utilizado en redes grandes.Encabezado (Header): Información adicional en un paquete que contiene datos de control para su transmisión.Encaminamiento dinámico: Uso de protocolos para determinar automáticamente las mejores rutas.Encaminamiento estático: Configuración manual de rutas en un router.Encapsulación:  proceso de empaquetar datos para transmitirlos en una red.End-to-End Encryption: Cifrado que asegura que solo el emisor y el receptor puedan leer los datos.Enlace: Capa de red que controla cómo los datos se transmiten físicamente entre dispositivos conectados.Enrutador: Dispositivo que dirige el tráfico de red entre diferentes redes.Escalabilidad: Capacidad de un sistema para manejar un aumento de trabajo o tamaño.Esquema de direccionamiento: Reglas para asignar direcciones a dispositivos en una red.Estándar 802.1Q: Tecnología para implementar VLANs.Estándares IEEE: Normas para tecnologías como Ethernet y Wi-Fi.EtherChannel: Agrupación de enlaces físicos en un único enlace lógico.Ethernet: Tecnología estándar de redes para la comunicación de dispositivos en una red de área local (LAN).Eventos asíncronos: Operaciones que permiten que un sistema gestione múltiples tareas sin esperar su finalización.F5 BIG-IP: Plataforma para balanceo de carga y optimización de aplicaciones.Fibre Channel: Tecnología para redes de almacenamiento de alta velocidad.Firewall: Sistema de seguridad que filtra el tráfico entrante y saliente de una red.Firma digital: Método criptográfico que asegura la autenticidad e integridad de un mensaje o documento digital.Firmware: Software incrustado en dispositivos para controlar su hardware.Fog Computing: Extensión de la nube que lleva el Procesamiento más cerca del usuario final.FQDN (Nombre de Dominio Completamente Calificado): Nombre de dominio completo que identifica un recurso en internet.FTP (protocolo de Transferencia de Archivos):  protocolo para transferir archivos entre sistemas.Full-duplex: Comunicación bidireccional simultánea en una red.Gateway: Dispositivo que conecta diferentes redes con protocolos distintos.Gestión de   procesos: Administración de recursos y tareas realizadas Porun sistema operativo.GRE (Encapsulación de Rutas Genéricas):  protocolo para encapsular diferentes tipos de tráfico.Handshake:  proceso inicial de establecimiento de conexión entre dos dispositivos.Hilos: Unidad más pequeña de Procesamiento que puede ejecutarse en paralelo dentro de un proceso.Hiperconvergencia: Integración de almacenamiento, red y computación en un solo sistema.Honeypot: Sistema configurado para atraer y analizar ataques.Hot Standby Router Protocol (HSRP):  protocolo de redundancia para routers.HTTP/2: Versión mejorada de HTTP con mayor eficiencia en la transmisión de datos.HTTP/3:  protocolo basado en QUIC que optimiza el transporte y reduce la latencia.HTTP:  protocolo de transferencia de hipertexto utilizado para transmitir datos en la web.Hub: Dispositivo que conecta múltiples nodos en una red, distribuyendo datos a todos ellos.I/O (Entrada/Salida): Operaciones relacionadas con la comunicación entre un sistema y sus dispositivos periféricos o usuarios.IGMP (protocolo de Gestión de Grupo de Internet): Gestiona la membresía de dispositivos en grupos multicast.Integridad de datos: Garantía de que los datos no han sido alterados de manera no autorizada.IP dinámica: Dirección IP que cambia periódicamente, asignada por un servidor DHCP.IP estática: Dirección IP fija asignada manualmente a un dispositivo.IPS (Sistema de Prevención de Intrusiones): Tecnología que monitoriza y bloquea actividades sospechosas en una red.IPSec: Conjunto de protocolos para asegurar comunicaciones IP mediante cifrado y autenticación.IPv6: Nueva versión del protocolo IP con direcciones más largas y capacidades mejoradas.IS-IS (Sistema Intermedio a Sistema Intermedio):  protocolo de enrutamiento para redes grandes.Jitter: Variación en el tiempo de llegada de paquetes en una red.