El router ha sido uno de los inventos más revolucionarios y más prácticos en el ámbito de las telecomunicaciones, ya que permite optimizar las comunicaciones entre los equipos y, en definitiva, entre las personas y empresas de la era de Internet. Aquí una guía práctica de su funcionamiento y administración.
Cuando una persona envía un correo electrónico a otra que se encuentra a miles de kilómetros de distancia, ¿cómo saben los sistemas informáticos que dicho mensaje debe llegar a ese destinatario y no a otro de los millones de computadores conectados a Internet? Gran parte del trabajo de llevar un mensaje de un punto a otro es realizado por los routers. Router quiere decir enrutador, es decir, "buscador" del camino o ruta.
En términos simples, un router es un dispositivo algo más grande que un módem con capacidad para hacer muchas cosas que normalmente realiza un computador. Es como una especie de mini-computador que logra unir PCs entre sí, conectarlos a Internet y poner una barrera de seguridad entre la Red y el PC. En otras palabras, son un puente entre varios dispositivos informáticos que se comunican.
El router tiene la gran ventaja de conectarse directamente al computador por red, cualquiera sea el sistema operativo que se está ocupando, con lo que no existe dependencia de drivers (controladores) instalados en el PC y tampoco se producen caídas o ralentizaciones en la carga de archivos o páginas web. Su funcionamiento es autónomo del computador o del servidor, ya que los mismos routers son computadores propiamente tal, cuya conexión se hace por medio de una consola, puerto serial, de red u otro tipo de enlace. Si se cae el PC, el router puede seguir funcionando perfectamente.
Desde su creación en 1984, los router han visto muchos cambios fundamentales en la industria de las redes, incluyendo la migración desde X.25 a Frame Relay, desarrollos en ATM (Asynchronous Transfer Mode), la creación del Web y el crecimiento de la capacidad de las redes IP de enlaces de 45 Mbps a 100 Gbps.
Si antes eran el apoyo para Arpanet, la red de donde nacería Internet, hoy están presente en cualquier arquitectura de conectividad entre dos o más dispositivos, donde Wi-Fi (Wireless Fidelity) comienza a perfilarse como la tecnología más reciente.
Funcionamiento
La primera función de un router es saber si el destinatario de un paquete de información está en nuestra propia red o en una remota. Para determinarlo, el router utiliza un mecanismo llamado "máscara de subred". La máscara de subred es parecida a una dirección IP y determina a que grupo de equipos pertenece uno en concreto. Si la máscara de subred de un paquete de información enviado no corresponde a la red - por ejemplo, de nuestra oficina- el router determinará, lógicamente que el destino de ese paquete está en alguna otra red.
A diferencia de un hub o un switch del tipo layer 2, un router inspecciona cada paquete de información para tomar decisiones a la hora de encaminarlo a un lugar a otro. Un switch del tipo layer 3 si tiene también esta funcionalidad.
Cada PC conectado a una red (bien sea una local o Internet) tiene lo que llamamos una tarjeta de red. La tarjeta de red gestiona la entrada/salida de información y tiene una identificación propia llamada MAC (Control de Acceso de Medios) o identificación física. Es única, real y exacta. A esta identificación física se le puede asociar una identificación lógica o IP, la cual puede cambiar con el tiempo (física no cambia). De esta forma, el router asocia las direcciones físicas (MAC) a direcciones lógicas (IP).
Una vez que un equipo se identifica en Internet por sus direcciones lógicas, los routers entre el equipo y otros puntos irán creando unas tablas que determinan en la ubicación que se encuentra. Si hay un problema, el router prueba otra ruta y mira si el paquete llega a destino, si no es así, prueba otra, y si esta tiene éxito, la almacena como posible ruta secundaria para cuando la primera (la más rápida no funcione). Todo esta información de rutas se va actualizando miles de veces por segundo durante las 24 horas del día.
Tipología
Los tipos de router varían dependiendo del tipo de red, del número de usuarios y de la función o funciones que deba desempeñar, con notables diferencias en cuanto a la complejidad y el precio. Pero en términos generales para saber qué elegir se debe tener en cuenta los siguientes factores:
- Facilidad de uso
- Tipos de conectores
- Protocolos que conoce
- Velocidad de conmutación
Tomando en cuenta estas características tenemos la siguiente tipología:
Router de segmentación: Como dice su nombre, es utilizado para "segmentar" o diferenciar una red en diferentes subredes y así hacer la comunicación más eficiente. Este dispositivo debe tener tantos puertos Ethernet como subredes se quieren crear. De todas formas, siempre es bueno dejar algunos puertos sobrantes, para futuras aplicaciones o segmentaciones en la red. Una vez segmentado, cada subred utilizará un hub concentrador o un switch para dar acceso a los clientes individuales.
Router de concentración: Dentro de una organización, puede presentarse un requerimiento para brindar un ancho de banda dedicado para un número elevado de equipos, prescindiendo de esta forma de los hubs. Para esto se necesita un router de concentración, que requiere de más puertos Ethernet que el router de segmentación, aunque no suele ser necesario que sean de alta velocidad de transmisión.
Router de frontera: Este tipo de router es prácticamente imprescindible en las organizaciones modernas, ya que es el que permite conectar una red corporativa a Internet. Este router actúa como gateway de la red interna, recogiendo todos aquellos paquetes de datos destinados a máquinas externas.
Router de backbone: En caso de tener que conectar dos redes WAN o dos segmentos de red en sucursales o campus diferentes, se necesitará de routers de backbone, que proporciona transporte óptimo entre nodos de la red, con interfaces de alta velocidad que proporcionan un elevado ancho de banda. Generalmente estarán basados en tecnología de fibra óptica.
Router inalámbrico: Este tipo de router cumple la misma función que los anteriores, con la diferencia que está especialmente diseñado para funcionar en redes inalámbricas, como por ejemplo Wi-Fi.
Ahora bien, no sólo existen diferentes tipos de routers, sino que además, distintos tipos de protocolos bajo los cuales funcionan. Según su misión, en una red se pueden establecer dos tipos principales de protocolos de enrutamiento: los protocolos de gateway interior (IGP), encargados de la comunicación entre routers de una misma red, entre los que destacan RIP e IGRP, y los protocolos de gateway exterior (EGP) o de frontera, encargados de la comunicación entre routers de redes diferentes.
RIP (Protocolo de Información de Enrutamiento) es un protocolo de enrutamiento por vector de distancia que calcula los trayectos hacia la máquina destino en función de cuántos routers debe atravesar un paquete para llegar a su destino (saltos), enviando cada paquete de datos por el camino que en cada momento muestre una menor distancia. RIP actualiza las tablas de enrutamiento a intervalos programables, generalmente cada 30 segundos. Es un buen protocolo de enrutamiento, pero necesita que constantemente se conecten los routers vecinos, generándose con ello una gran cantidad de tráfico de red.
IGRP (Protocolo de Enrutamiento de Gateway Interior). Es un protocolo de enrutamiento por vector de distancia que usa una métrica compuesta basada en diferentes variables de red, como ancho de banda, unidades máximas de transmisión (MTU), confiabilidad, etc. Envía actualizaciones de las tablas de enrutamiento cada 90 segundos.
EIGRP (Protocolo de Enrutamiento de Gateway Interior Mejorado), protocolo mixto basado en IGRP, una métrica de vector distancia, pero que envía actualizaciones de las entradas de las tablas que han cambiado por haber sido alterado el estado de alguna máquina de su red.
OSPF, protocolo puro de entado de enlace, que calcula las rutas más cortas y accesibles mediante la construcción de un mapa de la red y el mantenimiento de bases de datos con información sobre su sistema local y los vecinos. Cuando una máquina de su sistema cambia, se envía esa entrada de la tabla a los routers vecinos.
Configuración y Acceso
Ahondando más en su funcionamiento, un router es un dispositivo que encamina tráfico desde una red conectada a uno de sus puertos hacia otra red conectada en otro de sus puertos. Para ello necesita:
Saber la dirección de destino: ¿Dónde va la información que necesita ser encaminada?
Identificar las fuentes de la información a ser encaminada: ¿Cuál es origen de la información?
Descubrir las rutas: ¿Cuáles son las posibles rutas iniciales o caminos, a los destinos de interés?
Seleccionar rutas: ¿Cuál es el mejor camino para el destino que se requiere?
Mantener y verificar la información de routing: ¿Está la información sobre el camino hacia el destino, actualizada?
La información que el router obtiene del administrador de red, la sitúa en su tabla de rutas, para así decidir por qué interfaz se manda la información en base a su dirección. Si la red de destino está directamente conectada, ése router ya conoce qué interfaz debe utilizar. Por otro lado, si dicha red está directamente conectada, entonces el router debe aprender la mejor ruta posible que debe utilizar para enviar los paquetes. Esta información puede adquirirla de las siguientes maneras:
Introducida manualmente por el administrador de red (routing estático)
Recogida a través de procesos de routing dinámico activados en los routers.
En términos generales se puede decir que una vez enfrentados a una configuración de routing, para que éste funcione perfectamente, se debe tener en cuenta básicamente tres cosas:
1. Acceso al router:
Al router se puede acceder mediante una conexión de consola, una conexión de módem o una sesión de telnet. A continuación mostramos un ejemplo de este proceso.
Para poder acceder al router de forma remota se requiere una configuración básica, mientras que para acceder localmente (por consola) no hace falta que se introduzca alguna configuración previa. En este caso, basta con un cable de consola conectado a un puerto "com" del computador y establecer una conexión de terminal con los siguientes parámetros:
9600 Baudios
8 bits
1 bit de parada
Sin paridad
2. Arranque del router
Cuando un router arranca, se sigue la siguiente secuencia:
1º. Búsqueda y chequeo del hardware del dispositivo
2º. Búsqueda y carga de la imagen software IOS
3º. Búsqueda y aplicación de las configuraciones del dispositivo (si existen) en la NVRAM.
Si no encuentra ninguna configuración entra en un diálogo de configuración (setup mode), en el que al inicio da la opción de salirse del diálogo y entrar a configurar el router de forma manual o bien continuar el diálogo donde el sistema se realiza de forma automática.
3. Intérprete de comandos:
A continuación presentamos algunos "tips" de los comandos más utilizados en la configuración:
Existen dos niveles de acceso al router, en modo de usuario y en modo privilegiado (modo enable).
Se pasa de uno a otro con los comandos "enable/disable" (disponible o no disponible), los prompt que aparecen respectivamente son " hostname> y hostname# ."
La mayoría de los comandos se ejecutan al introducir enter a continuación del comando.
Para ver los comandos disponibles se utiliza "?".
Cuando no cabe toda la información en una pantalla, aparece como última línea "...more…", para pasar a la siguiente línea de información se presiona la tecla de return o bien utilizando la barra espaciadora.
Para volver al prompt basta con presionar cualquier otra tecla.
Con el tabulador el intérprete de comandos termina de escribir el comando completo.
Con las flechas podemos recuperar comandos anteriores sin necesidad de teclearlos.
Los comandos de configuración están agrupados en subniveles.
Otros comandos muy utilizados son los que tienen relación con el estado de arranque inicial del router, como por ejemplo el comando "show", Por ejemplo:
show versión: Muestra la configuración del hardware del sistema, la versión de software, nombres y las fuentes de los archivos de configuración.
show running-config: Muestra los contenidos del archivo de configuración que se está ejecutando en ese momento.
show startup-config: Muestra los contenidos del fichero de configuración que será ejecutado durante la próxima reinicialización del sistema (el que está guardado en memoria no volátil).
show interfaces: Muestra las interfaces del sistema, sus características, estado y estadísticas.
show hardware: Muestra información sobre el hardware del sistema.
show diag: Muestra información sobre el hardware incluyendo slots, memoria etc.
show ip route: Muestra la tabla de rutas del router, tanto estáticas como dinámicas.
En general, para configurar y utilizar un router hay que considerar que el funcionamiento es más o menos estándar, variando algunas especificaciones de algún fabricante a otro. Lo que hay que entender que cuando existe una red corporativa o un usuario común y corriente y se conecta a Internet, siempre habrá uno o más routers ayudando a enrutar la comunicación mediante paquetes de datos.
Comprobarlo es muy fácil y cualquier persona puede hacer el ejercicio. Basta abrir una sesión DOS, teclear "tracert www.cientec.com" (o cualquier otra página que el lector desee probar) e inmediatamente aparecerá una lista de los routers que han intervenido para que el equipo se conecte con el sitio web de Cientec.
GLOSARIO
Router: Originalmente, se identificaba con el término gateway, sobre todo en referencia a la red Internet. Es considerado como el elemento responsable de discernir cuál es el camino más adecuado para la transmisión de mensajes en una red compleja que está soportando un tráfico intenso de datos.
Drivers: También denominado "controlador". Es un software que permite gestionar los equipos periféricos o externo que están conectados a un computador.
Routing: Arquitectura y funcionamiento de una red que incluye uno o más routers.
X.25: El protocolo ax25 es una aplicación directa del estándar HDLC del ccitt, y permite compartir una misma frecuencia con muchas estaciones, y conectarse a varias a la vez sin producir interferencias a las demás conexiones establecidas. Los mensajes se transmiten en forma de paquetes de datos acabados en una redundancia que permite saber si su contenido se ha deteriorado (errores) durante su tránsito por el canal radioeléctrico.
Frame Relay: Ha sido uno de los estándares de la industria telco. Es un protocolo de capa de enlace de datos con conmutación que maneja múltiples circuitos virtuales mediante una forma de encapsulamiento HDLC entre dispositivos conectados. Frame Relay es más eficiente que X.25, el protocolo para el cual se le considera generalmente un reemplazo.
ATM (Asynchronous Transfer Mode): Otro protocolo en las comunicaciones que supera a frame relay y X25. Muchos expertos consideran que su masividad aumentará aún más. Supone una mayor flexibilidad y eficiencia al organizar la información a transmitir en celdas y enviar sólo éstas cuando tienen un contenido. Las altas velocidades se alcanzan prescindiendo de la información de control de flujo y de control de errores en los nodos intermedios de la transmisión. ATM usa el modo orientado a conexión y permite la transmisión de diferentes tipos de información, como voz, video etc.
Wi-Fi (Wireless Fidelity): Tecnología basada en la transmisión de ondas de radio vía microondas que permite la conexión de equipos entre sí de manera inalámbrica (sin cables): Wi Fi está siendo utilizado cada vez más al interior de las empresas y en lugares públicos, dada la movilidad que permite al conectarse a Internet.
Máscara de subred: También conocida como "Máscara de Dirección", se reifere a una cifra de 32 bits que especifica los bits de una dirección IP que corresponde a una red y a una subred. Las direcciones de bits no cubiertas por la máscara corresponden a la parte del host.
Hub: (Concentrador) Dispositivo que integra distintas clases de cables y arquitecturas o tipos de redes de área local. Une l líneas de comunicaciones en una configuración en estrella.
Switch: Dispositivo de red que filtra, envía e inunda de frames en base a la dirección de destino de cada frame. El switch opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. 2.)
MAC: (Control de Acceso de Medios o Medium Access Control) En redes, es una subcapa de la capa de enlace que aparece en las Redes de Area Local y se encarga de controlar el acceso al medio. Es diferente para cada tipo de red, de acuerdo con la tecnica que se emplee.
Ethernet: Red de área local (LAN) desarrollada por Xerox, Digital e Intel. Es el método de acceso LAN que más se utiliza (seguido por Token Ring). Ethernet es una LAN de medios compartidos. Ethernet conecta hasta 1,024 nodos a 10 Mbits por segundo sobre un par trenzado, un cable coaxial y una fibra óptica.
Gateway: Pasarela, puerta de acceso. Es un computador que realiza la conversión de protocolos entre diferentes tipos de redes o aplicaciones. Por ejemplo, una puerta de acceso podría conectar una LAN de computador personal a una red de mainframe.
Backbone: Mecanismo de conectividad primario en un sistema distribuido. Todos los sistemas que tengan conexión al backbone (columna vertebral) pueden interconectarse entre sí, aunque también puedan hacerlo directamente o mediante redes alternativas.
Baudios: Unidad de medida utilizada en comunicaciones. Hace referencia al número de intervalos elementales por segundo que supone una señal.
Prompt: También conocido como "símbolo del sistema". Es la forma en la que el sistema operativo indica al usuario que está preparado para recibir comandos que ejecutar. En MS-DOS el símbolo de sistema o prompt suele mostrar también el directorio de trabajo, como por ejemplo C:\>
