Eduardo Castañeda
Orozco
Routers
El enrutador (calco del inglés router), direccionador, ruteador
o encaminador es un dispositivo
de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa tres
(nivel de red). Un router es un dispositivo para la interconexión de redes
informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o
determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos.
Cuando un usuario
accede a una URL, el cliente web (navegador) consulta al servidor de nombre de
dominio, el cual le indica la dirección IP del equipo deseado.
Tipos de enrutadores
Los
enrutadores pueden proporcionar conectividad dentro de las empresas, entre las
empresas e Internet, y en el interior de proveedores de servicios de Internet
(ISP).Los enrutadores más grandes (por ejemplo, el CRS-1 de Cisco o el Juniper
T1600) interconectan ISPs,Se utilizan dentro de los ISPs, o pueden ser
utilizados en grandes redes de empresas.
Proveedor
Edge Router: Situado en el borde de una red ISP, habla BGP externo(eBGP)a un
destinatario (speaker) en otro proveedor o gran empresa de Sistema autónomo.
Suscriptor
Edge Router: Situado en el borde de la red del suscriptor, habla eBGP a su
proveedor de Sistema autónomo. Pertenece a un usuario final (empresa)
organización.
Interproveedor
Border Router: La interconexión de ISPs, este es un BGP-speaking router que
mantiene sesiones BGP con otros enrutadores BGP-speaking en otros proveedores
de Sistemas Autónomos.
Core
router: Un enrutador que se encuentra en el centro o columna vertebral de la
red y no en su periferia.
Dentro
de un ISP: Interno al proveedor de Sistemas Autónomos, por ejemplo, un
enrutador habla BGP interno (iBGP) a un proveedor de edge routers, a otros
interproveedores core routers, o la del proveedor de interproveedores de border
routers.. "Columna vertebral de Internet:" Internet no tiene una
columna vertebral claramente identificables, como lo hicieron sus predecesores.
Sin embargo, es el principal de los enrutadores de los ISPs,que conforma lo que
muchos consideran el núcleo.Estos ISPs operan los cuatro tipos de BGP-speaking
routers aquí descritos. En el uso ISP, un enrutador "núcleo" es
interno a un ISP, y suelen interconectar edge y border routers. Los Core
routers pueden tener funciones especializadas en redes privadas virtuales
basadas en una combinación de BGP y Multi-Protocol Label Switching MPLS.
Conectividad
Small Office, Home Office (SOHO)
Enrutadores
se utilizan con frecuencia en los hogares para conectar a un servicio de banda
ancha, tales como IP sobre cable o DSL. Un enrutador usado en una casa puede
permitir la conectividad a una empresa a través de una red privada virtual
segura.
Si
bien funcionalmente similares a los enrutadores,los enrutadores residenciales
usan traducción de dirección de red en lugar de enrutamiento.
En
lugar de conectar ordenadores locales a la red directamente, un enrutador
residencial debe hacer que los ordenadores locales parezcan ser un solo equipo.
Switch
Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de
redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del
modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera
similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo
con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.
Un
conmutador en el centro de una red en estrella.
Los
conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes,
fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un
filtro en la red, mejoran el
rendimiento y la seguridad de las LANs (Local
Area Network- Red de Área Local).
Clasificación de Switches
Atendiendo al método de direccionamiento de las
tramas utilizadas:
Store-and-Forward
Los switches
Store-and-Forward guardan cada trama en un buffer antes del intercambio de
información hacia el puerto de salida. Mientras la trama está en el buffer, 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 (un cuadro 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.
Este método asegura
operaciones sin error y aumenta la confianza de la red. Pero el tiempo
utilizado para guardar y chequear cada trama añade un tiempo de demora
importante al procesamiento de las mismas. La demora o delay total es
proporcional al tamaño de las tramas: cuanto mayor es la trama, mayor será la
demora.
Cut-Through
Los Switches 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.
Existe un segundo
tipo de switch cut-through, los denominados fragment free, fue proyectado para eliminar este problema. El
switch siempre lee los primeros 64 bytes de cada trama, asegurando que tenga
por lo menos el tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de runts por la
red.
Adaptative Cut-Through
Los switches que
procesan tramas en el modo adaptativo soportan tanto store-and-forward como
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 switch puede cambiar del modo
cut-through a store-and-forward, volviendo al modo anterior cuando la red se
normalice.
Los switches
cut-through son mas utilizados en pequeños grupos de trabajo y pequeños
departamentos. En esas aplicaciones es necesario un buen volumen de trabajo o
throughput, ya que los errores potenciales de red quedan en el nivel del
segmento, sin impactar la red corporativa.
Los switches
store-and-forward son utilizados en redes corporativas, donde es necesario un
control de errores.
Atendiendo a la forma de segmentación
de las sub-redes:
Switches de Capa 2 o Layer 2 Switches
Son los switches
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 switches de nivel
2 posibilitan múltiples transmisiones simultáneas sin interferir en otras
sub-redes. Los switches de capa 2 no consiguen, sin embargo, filtrar difusiones
o broadcasts, multicasts (en el caso en que más de una sub-red contenga las
estaciones pertenecientes al grupo multicast de destino), ni tramas cuyo
destino aún no haya sido incluido en la tabla de direccionamiento.
Switches de Capa 3 o Layer 3 Switches
Son los switches 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)
Los switches de capa
3 soportan también la definición de redes virtuales (VLAN's), y según modelos
posibilitan la comunicación entre las diversas VLAN's sin la necesidad de
utilizar un router externo.
Por permitir la unión
de segmentos de diferentes dominios de difusión o broadcast, los switches de
capa 3 son particularmente recomendados para la segmentación de redes LAN muy
grandes, donde la simple utilización de switches de capa 2 provocaría una
pérdida de rendimiento y eficiencia de la LAN, debido a la cantidad excesiva de
broadcasts.
Se puede afirmar que
la implementación típica de un switch de capa 3 es más escalable que un router,
pues éste último utiliza las técnicas de enrutamiento a nivel 3 y
encaminamiento a nivel 2 como complementos, mientras que los switches
sobreponen la función de enrutamiento encima del encaminamiento, aplicando el
primero donde sea necesario.
Dentro de los
Switches Capa 3 tenemos:
Paquete-por-Paquete (Packet by Packet)
Básicamente, un
switch Packet By Packet es un caso especial de switch Store-and-Forward pues,
al igual que éstos, 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.
Layer-3 Cut-through
Un switch Layer 3
Cut-Through (no confundir con switch Cut-Through), examina los primeros campos,
determina la dirección de destino (a través de la información de los headers o
cabeceras de capa 2 y 3) y, a partir de ese instante, establece una conexión
punto a punto (a nivel 2) para conseguir una alta tasa de transferencia de
paquetes.
Cada fabricante tiene
su diseño propio para posibilitar la identificación correcta de los flujos de datos.
Como ejemplo, tenemos el "IP Switching" de Ipsilon, el
"SecureFast Virtual Networking de Cabletron", el "Fast IP"
de 3Com.
El único proyecto
adoptado como un estándar de hecho, implementado por diversos fabricantes, es
el MPOA (Multi Protocol Over ATM). El MPOA, en desmedro de su comprobada
eficiencia, es complejo y bastante caro de implementar, y limitado en cuanto a
backbones ATM.
Además, un switch
Layer 3 Cut-Through, a partir del momento en que la conexión punto a punto es
establecida, podrá funcionar en el modo "Store-and-Forward" o
"Cut-Through"
Switches de Capa 4 o Layer 4 Switches
Están en el mercado
hace poco tiempo y hay una controversia en relación con la adecuada
clasificación de estos equipos. Muchas veces son llamados de Layer 3+ (Layer 3
Plus).
Básicamente,
incorporan a las funcionalidades de un switch de capa 3 la habilidad de
implementar la políticas y filtros a partir de informaciones de capa 4 o
superiores, como puertos TCP/UDP, SNMP, FTP, etc.
MDF
Instalación principal
de distribución principal. Recinto de comunicación primaria de un edificio. El
Punto central de una topología de networking en estrella donde están ubicados
los paneles de conexión, el hub y el router.
IDF
Instalación de distribución intermedia. Recinto de comunicación secundaria para
un edificio que usa una topología de red en estrella. El IDF depende del MDF.