Router

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Los encaminadores en el modelo OSI.

Un routeranglicismo también conocido enrutador o encaminador de paquetes y españolizado como rúter[1] 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 bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.

Historia[editar]

El primer dispositivo que tenía fundamentalmente la misma funcionalidad que lo que a día de hoy entendemos por encaminador, era el Interface Message Processor o IMP. Los IMP eran los dispositivos que formaban la ARPANET, la primera red de conmutación de paquetes. La idea de un encaminador (llamado por aquel entonces gateway o puerta de enlace) vino inicialmente de un grupo internacional de investigadores en redes de computadoras llamado el International Network Working Group (INWG). Creado en 1972 como un grupo informal para considerar las cuestiones técnicas que abarcaban la interconexión de redes diferentes, se convirtió ese mismo año en un subcomité del International Federation for Information Processing.

Esos dispositivos se diferenciaban de los conmutadores de paquetes que existían previamente en dos características. Por una parte, conectaban tipos de redes diferentes, mientras que por otra parte, eran dispositivos sin conexión, que no aseguraban fiabilidad en la entrega de tráfico, dejando este rol enteramente a los hosts. Esta última idea había sido ya planteada en la red CYCLADES.

La idea fue investigada con más detalle, con la intención de crear un sistema prototipo como parte de dos programas. Uno era el promovido por DARPA, programa que creó la arquitectura TCP/IP que se usa actualmente, y el otro era un programa en Xerox PARC para explorar nuevas tecnologías de redes, que produjo el sistema llamado PARC Universal Packet. Debido a la propiedad intelectual que concernía al proyecto, recibió poca atención fuera de Xerox durante muchos años.

Un tiempo despuésde 1974, Xerox consiguió el primer encaminador funcional, aunque el primer y verdadero router IP fue desarrollado por Virginia Stazisar en BBN, como parte de ese esfuerzo promovido por DARPA, durante 1975-76. A finales de 1976, tres encaminadores basados en PDP-11 entraron en servicio en el prototipo experimental de Internet.

El primer encaminador multiprotocolo fue desarrollado simultáneamente por un grupo de investigadores del MIT y otro de Stanford en 1981. El encaminador de Stanford se le atribuye a William Yeager y el del MIT a Noel Chiappa. Ambos estaban basados en PDP-11. Como ahora prácticamente todos los trabajos en redes usan IP en la capa de red, los encaminadores multiprotocolo son en gran medida obsoletos, a pesar de que fueron importantes en las primeras etapas del crecimiento de las redes de ordenadores, cuando varios protocolos distintos de TCP/IP eran de uso generalizado. Los encaminadores que manejan IPv4 e IPv6 son multiprotocolo, pero en un sentido mucho menos variable que un encaminador que procesaba AppleTalk, DECnet, IP, y protocolos de XeroX. Desde mediados de los años 1970 y en los años 1980, los miniordenadores de propósito general servían como routers.

Actualmente, los encaminadores de alta velocidad están altamente especializados, ya que se emplea un hardware específico para acelerar las funciones de encaminamiento más específicas, como son el encaminamiento de paquetes y funciones especiales como la encriptación IPsec.

Funcionamiento[editar]

El funcionamiento básico de un router (en español '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. En base a esta información lo reenvían a otro encaminador o al host 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, como protocolos basado en el algoritmo de Dijkstra.

Por ser los elementos que forman la capa de red, tienen que encargarse de cumplir las dos tareas principales asignadas a la misma:

  • Reenvío de paquetes (Forwarding): cuando un paquete llega al enlace de entrada de un encaminador, éste tiene que pasar el paquete al enlace de salida apropiado. Una característica importante de los encaminadores es que no difunden tráfico difusivo.
  • Encaminamiento de paquetes (routing): mediante el uso de algoritmos de encaminamiento tiene que ser capaz de determinar la ruta que deben seguir los paquetes a medida que fluyen de un emisor a un receptor.

Por tanto, debemos distinguir entre reenvío y encaminamiento. Reenvío consiste en coger un paquete en la entrada y enviarlo por la salida que indica la tabla, mientras que por encaminamiento se entiende el proceso de hacer esa tabla.

Arquitectura física[editar]

Representación simbólica de un encaminador.

En un router 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 router; 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 router 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 router.

Tipos de encaminadores[editar]

Los encaminadores pueden proporcionar conectividad dentro de las empresas, entre las empresas e Internet, y en el interior de proveedores de servicios de Internet (ISP). Los encaminadores más grandes (por ejemplo, el Alcatel-Lucent 7750 SR) interconectan ISP, se suelen llamar metro encaminador, o pueden ser utilizados en grandes redes de empresas

Conectividad Small Office, Home Office (SOHO)[editar]

Los encaminadores se utilizan con frecuencia en los hogares para conectar a un servicio de banda ancha, tales como IP sobre cable o ADSL. Un encaminador usado en una casa puede permitir la conectividad a una empresa a través de una red privada virtual segura.

Si bien son funcionalmente similares a los encaminadores, los encaminadores residenciales usan traducción de dirección de red en lugar de direccionamiento.

En lugar de conectar ordenadores locales a la red directamente, un encaminador residencial debe hacer que los ordenadores locales parezcan ser un solo equipo.

Encaminador de empresa[editar]

En las empresas se pueden encontrar encaminadores de todos los tamaños. Si bien los más poderosos tienden a ser encontrados en ISP, instalaciones académicas y de investigación, pero también en grandes empresas.

El modelo de tres capas es de uso común, no todos de ellos necesitan estar presentes en otras redes más pequeñas.

Acceso[editar]

Una captura de pantalla de la interfaz web de LuCI OpenWrt.

Los encaminadores de acceso, incluyendo SOHO, se encuentran en sitios de clientes como sucursales que no necesitan de encaminamiento jerárquico de los propios. Normalmente, son optimizados para un bajo costo.

Distribución[editar]

Los encaminadores de distribución agregan tráfico desde encaminadores de acceso múltiple, ya sea en el mismo lugar, o de la obtención de los flujos de datos procedentes de múltiples sitios a la ubicación de una importante empresa. Los encaminadores de distribución son a menudo responsables de la aplicación de la calidad del servicio a través de una WAN, por lo que deben tener una memoria considerable, múltiples interfaces WAN, y transformación sustancial de inteligencia.

También pueden proporcionar conectividad a los grupos de servidores o redes externas. En la última solicitud, el sistema de funcionamiento del encaminador debe ser cuidadoso como parte de la seguridad de la arquitectura global. Separado del encaminador puede estar un cortafuegos o VPN concentrador, o el encaminador puede incluir estas y otras funciones de seguridad. Cuando una empresa se basa principalmente en un campus, podría no haber una clara distribución de nivel, que no sea tal vez el acceso fuera del campus.

En tales casos, los encaminadores de acceso, conectados a una red de área local (LAN), se interconectan a través del Core routers.

Núcleo[editar]

En las empresas, el core routers puede proporcionar una "columna vertebral" interconectando la distribución de los niveles de los encaminadores de múltiples edificios de un campus, o a las grandes empresas locales.Tienden a ser optimizados para ancho de banda alto.

Cuando una empresa está ampliamente distribuida sin ubicación central, la función del core router puede ser asumido por el servicio de WAN al que se suscribe la empresa, y la distribución de encaminadores se convierte en el nivel más alto.

Borde[editar]

Los encaminadores de borde enlazan sistemas autónomos con las redes troncales de Internet u otros sistemas autónomos, tienen que estar preparados para manejar el protocolo BGP y si quieren recibir las rutas BGP, deben poseer una gran cantidad de memoria.

Encaminadores inalámbricos[editar]

A pesar de que tradicionalmente los encaminadores solían tratar con redes fijas (Ethernet, ADSL, RDSI...), en los últimos tiempos han comenzado a aparecer encaminadores que permiten realizar una interfaz entre redes fijas y móviles (Wi-Fi, GPRS, Edge, UMTS, Fritz!Box, WiMAX...) Un encaminador inalámbrico comparte el mismo principio que un encaminador tradicional. La diferencia es que éste permite la conexión de dispositivos inalámbricos a las redes a las que el encaminador está conectado mediante conexiones por cable. La diferencia existente entre este tipo de encaminadores viene dada por la potencia que alcanzan, las frecuencias y los protocolos en los que trabajan.

En Wi-Fi estas distintas diferencias se dan en las denominaciones como clase a/b/g/ y n.

Equipos domésticos[editar]

Router wifi.

Los equipos que actualmente se le suelen vender al consumidor de a pie como routers no son simplemente eso, si no que son los llamados Customer Premises Equipment (CPE). Los CPE están formados por un módem, un router, un switch y opcionalmente un punto de acceso WiFi.

Mediante este equipo se cubren las funcionalidades básicas requeridas en las 3 capas inferiores del modelo OSI.

Los routers en el modelo OSI[editar]

Routers y switches 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 routers 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 switching. En IOS reciben el nombre de "switch port". Las hay de dos tipos:
  • Puertos de acceso: soportan únicamente tráfico de una VLAN.
  • Puertos trunk: soportan tráfico de varias VLANs distintas.

Estas posibilidades de configuración están únicamente disponibles en los equipos modulares, ya que en los de configuración fija, los puertos de un router actúan siempre como interfaces encaminadas, mientras que los puertos de un switch como interfaces conmutadas. Además, la única posible ambigüedad en los equipos configurables se da en los módulos de switching, donde los puertos pueden actuar de las dos maneras, dependiendo de los intereses del usuario.

Conmutadores frente a routers[editar]

Un conmutador, al igual que un router es también un dispositivo de conmutación de paquetes de almacenamiento y reenvío. La diferencia fundamental es que el conmutador opera en la capa 2 (capa de enlace) del modelo OSI, por lo que para enviar un paquete se basa en una dirección MAC, al contrario de un router que emplea la dirección IP.

Bibliografía[editar]

  • Kurose, James. Ross, Keith (2008). Computer networking. Pearson. ISBN 987-0-321-51325-0. 
  • Peterson, Larry L.. Davie, Bruce S. (2003). Computer networks (3ªed). Morgan Kaufmann. ISBN 1-55860-832-X. 
  • Stallings, William (2005). Comunicaciones y Redes de Computadores. Prentice Hall. ISBN 84-205-4110-9. 
  • Comer, Douglas (2000). Redes Globales de Información con Internet y TCP/ IP. Prentice Hall. ISBN 968-880-541-6. 
  • Parte de este artículo fue creado a partir de la traducción del artículo Router de la Wikipedia en inglés, bajo licencia Creative Commons Atribución Compartir Igual 3.0 y GFDL.
  • Se usó parte de los apuntes de clase de la asignatura Redes y Servicios Telemáticos (Universidade de Vigo).

Véase también[editar]

Referencias[editar]

  1. Fundéu BBVA (21 de diciembre de 2006). «router». Consultado el 31 de enero de 2014. «Aunque la mayoría de los usuarios emplea el término inglés, se usan también las voces enrutador, encaminador y la españolización rúter.».

Enlaces externos[editar]