Router
También conocido como enrutador
o encaminador de paquetes es un dispositivo que proporciona
conectividad a nivel de red o nivel tres en el modelo OSI. Su función principal
consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir,
interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IP que
se pueden comunicar sin la intervención de un encaminador (mediante puentes de
red), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.
El Funcionamiento básico de un enrutador o encaminador, como se deduce de su nombre, consiste en enviar los paquetes de red por el camino o ruta más adecuada en cada momento. Para ello almacena los paquetes recibidos y procesa la información de origen y destino que poseen. Con arreglo a esta información reenvía los paquetes a otro encaminador o bien al anfitrión final, en una actividad que se denomina 'encaminamiento'. Cada encaminador se encarga de decidir el siguiente salto en función de su tabla de reenvío o tabla de encaminamiento, la cual se genera mediante protocolos que deciden cuál es el camino más adecuado o corto.
Tipos de Enrutamiento
Enrutamiento Estático
Hosts y redes de tamaño
reducido que obtienen las rutas de un enrutador predeterminado, y enrutadores
predeterminados que sólo necesitan conocer uno o dos enrutadores
Rutas estáticas
Las rutas estáticas se definen
administrativamente y establecen rutas específicas que han de seguir los
paquetes para pasar de un puerto de origen hasta un puerto de destino. Se
establece un control preciso de enrutamiento según los parámetros del
administrador.
Las rutas estáticas por defecto especifican una puerta
de enlace de último recurso, a la que el enrutador debe enviar un paquete
destinado a una red que no aparece en su tabla de enrutamiento, es decir, se
desconoce.
Enrutamiento Dinámico
El enrutamiento dinámico le
permite a los encaminadores ajustar, en tiempo real, los caminos utilizados
para transmitir paquetes IP. Cada protocolo posee sus propios métodos para
definir rutas (camino más corto, utilizar rutas publicadas por pares, etc.).
Arquitectura Física
En un enrutador se pueden identificar cuatro
componentes:
Puertos de entrada: Realiza las funciones de la capa
física consistentes en la terminación de un enlace físico de entrada a un
encaminador; realiza las funciones de la capa de enlace de datos necesarias
para interoperar con las funciones de la capa de enlace de datos en el lado
remoto del enlace de entrada; realiza también una función de búsqueda y reenvío
de modo que un paquete reenviado dentro del entramado de conmutación del
encaminador emerge en el puerto de salida apropiado.
Entramado de conmutación: Conecta los puertos de entrada del
enrutador a sus puertos de salida.
Puertos de salida: Almacena los paquetes que le han
sido reenviados a través del entramado de conmutación y los transmite al enlace
de salida. Realiza entonces la función inversa de la capa física y de la capa
de enlace que el puerto de entrada.
Procesador de encaminamiento: Ejecuta los protocolos de
encaminamiento, mantiene la información de encaminamiento y las tablas de
reenvío y realiza funciones de gestión de red dentro del
enrutador.
Los Enrutadores en el Modelo OSI
En el modelo OSI se distinguen
diferentes niveles o capas en los que las máquinas pueden trabajar y
comunicarse para entenderse entre ellas. En el caso de los enrutadores
encontramos dos tipos de interfaces:
- Interfaces encaminadas: Son interfaces de nivel 3, accesibles por IP. Cada una se corresponde con una dirección subred distinta. En IOS se denominan "IP interface". Se distinguen a su vez dos subtipos:
·
Interfaces físicas: Aquellas accesibles directamente por IP.
·
Interfaces virtuales: Aquellas que se corresponden con una VLAN o un CV.
Si dicha interfaz se corresponde con una única VLAN se denomina Switch
Virtual Interfaz (SVI), mientras que si se corresponde con un enlace trunk
o con un CV, actúan como subinterfaces.
- Interfaces conmutadas: Se trata de interfaces de nivel 2 accesibles solo por el módulo de conmutamiento. En IOS reciben el nombre de puertos de conmutador. Las hay de dos tipos:
·
Puertos trunk: soportan tráfico de varias VLANs distintas.
Conmutador (switch)
Es el dispositivo digital
lógico de interconexión de equipos que opera en la capa de enlace de datos del
modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera
similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo
con la dirección MAC de destino de las tramas en la red y eliminando la
conexión una vez finalizada esta.
Los conmutadores se utilizan
cuando se desea conectar múltiples tramos de una red, fusionándolos en una sola
red. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red y
solo retransmiten la información hacia los tramos en los que hay el
destinatario de la trama de red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las
redes de área local (LAN).
Clasificación
Atendiendo
al método de direccionamiento de las tramas utilizadas
Store-and-Forward
Los conmutadores Store-and-Forward
guardan cada trama en un búfer antes del intercambio de información hacia el
puerto de salida. Mientras la trama está en el búfer, el switch calcula el CRC
y mide el tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy
grande (una trama Ethernet tiene entre 64 bytes y 1518 bytes) la trama es
descartada. Si todo se encuentra en orden es encaminada hacia el puerto de
salida.
Cut-Through
Los conmutadores cut-through
fueron diseñados para reducir esta latencia. Esos switches minimizan el delay
leyendo sólo los 6 primeros bytes de datos de la trama, que contiene la dirección
de destino MAC, e inmediatamente la encaminan.
El problema
de este tipo de switch es que no detecta tramas corruptas causadas por
colisiones (conocidos como runts), ni errores de CRC. Cuanto mayor sea
el número de colisiones en la red, mayor será el ancho de banda que consume al
encaminar tramas corruptas.
Adaptative Cut-Through
Son los conmutadores que
procesan tramas en el modo adaptativo y son compatibles tanto con store-and-forward
como con cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el
administrador de la red, o el switch puede ser lo bastante inteligente como
para escoger entre los dos métodos, basado en el número de tramas con error que
pasan por los puertos.
Cuando el número de tramas corruptas alcanza un cierto
nivel, el conmutador puede cambiar del modo cut-through a store-and-forward,
volviendo al modo anterior cuando la red se normalice.
Atendiendo a la forma de segmentación de las subredes
Conmutadores de capa 2
Son los conmutadores
tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad
es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión, o en los casos de las
redes en anillo, segmentar la LAN en diversos anillos. Basan su decisión de envío
en la dirección MAC destino que contiene cada trama.
Los
conmutadores de la capa 2 posibilitan múltiples transmisiones simultáneas sin
interferir en otras sub-redes.
Conmutadores de capa 3
Son los conmutadores que,
además de las funciones tradicionales de la capa 2, incorporan algunas
funciones de enrutamiento o routing, como por ejemplo la determinación del
camino basado en informaciones de capa de red (capa 3 del modelo OSI),
validación de la integridad del cableado de la capa 3 por checksum y
soporte a los protocolos de routing tradicionales (RIP, OSPF, etc)
Conmutadores de capa 5
Dentro de los conmutadores de la capa 5 tenemos:
Paquete por paquete
Básicamente, un conmutador paquete por paquete
(packet by packet) es un caso especial de un conmutador Store-and-Forward
pues, al igual que este, almacena y examina el paquete, calculando el CRC y
decodificando la cabecera de la capa de red para definir su ruta a través del
protocolo de enrutamiento adoptado.
Packet Tracer
Cisco Packet Tracer de
Cisco es un programa de simulación de redes que permite a los estudiantes
experimentar con el comportamiento de la red. Como parte integral de la
Academia de Networking de Cisco, Packet Tracer provee capacidades de
simulación, visualización, evaluación y colaboración y facilita la enseñanza y
aprendizaje de conceptos básicos de redes.
Servicios Locales:
DHCP= Protocolo de asignación de direcciones a computadoras clientes por un
tiempo finito, cuando existe una computadora que ya no requiere de este
servicio, la dirección puede ser reutilizada en otro equipo.
DNS = Es un protocolo (Sistema de Resolución de Nombres), es
una base de datos distribuida y jerárquica que almacena información asociada a
nombres de dominio en redes como Internet, como base de datos es capaz de
asociar diferentes tipos de información a cada nombre.
HTTP = Protocolo de transferencia de hipertexto, trabaja en
el nivel de aplicación. Este protocolo permite el intercambio de enlaces en las
páginas web. Funciona con un modelo de cliente-servidor, para su comunicación
se establece una conexión mediante TCP y su puerto por defecto (80).
SYSLOG = Es un estándar para el envío de
mensajes de registro en una red. Un mensaje de registro suele tener información
sobre la seguridad del sistema, aunque puede contener cualquier información.
Junto con cada mensaje se incluye la fecha y hora del envío.
NTP = Es un protocolo que sirve para sincronizar los
relojes de los sistemas informáticos a través del ruteo de
paquetes en redes con latencia variable. NTP
utiliza UDP como su capa de transporte, usando
el puerto 123. Está diseñado para resistir los efectos de la latencia
variable.
FTP = Es un protocolo que forma parte de la familia de
protocolo TCP/IP, sirve para la transferencia de ficheros entre dos
computadoras donde se está ejecutando TCP/IP, permitiendo la manipulación y
transferencia de ficheros entre maquinas remotas.
TFTP = Protocolo que sirve para la
transferencia de archivos pequeño, muy parecido a FTP. Utiliza el puerto 69
como protocolo UDP de transporte, no posee mecanismos de autentificación ni
encriptación.
Servicios DHCP, DNS, HTTP, FTP y MAIL con Packet Tracer
Red WAN en Packet Tracer
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