Rúter

Enrutador (en inglés: router), ruteador o encaminador es un dispositivo de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa tres (nivel de red). Este dispositivo permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datos.

Introducción

Las difusiones se producen cuando una fuente envía datos en sentido contrario a todos los dispositivos de una red. En el caso del protocolo IP, una dirección de broadcast es una dirección compuesta exclusivamente por números unos (1) en el campo del host (para la dirección ip en formato binario de modo que para una máscara de red 255.255.255.0 la dirección de broadcast para la dirección 192.168.0.1 sería la 192.168.0.255 o sea xxxxxxxx.xxxxxxxx.xxxxxxxx.11111111).

Los protocolos de enrutamiento son aquellos protocolos que utilizan los enrutadores o encaminadores para comunicarse entre sí y compartir información que les permita tomar la decisión de cual es la ruta más adecuada en cada momento para enviar un paquete. Los protocolos más usados son RIP (v1 y v2), OSPF (v1, v2 y v3), IGRP, EIGRP y BGP (v4), que se encargan de gestionar las rutas de una forma dinámica, aunque no es estrictamente necesario que un enrutador haga uso de estos protocolos, pudiéndosele indicar de forma estática las rutas (caminos a seguir) para las distintas subredes que estén conectadas al dispositivo.

Los enrutadores operan en dos planos diferentes:

• Plano de Control, en la que el enrutador se informa de qué interfaz de salida es la más apropiada para la transmisión de paquetes específicos a determinados destinos.
• Plano de Reenvío, que se encarga en la práctica del proceso de envío de un paquete recibido en una interfaz lógica a otra interfaz lógica saliente.

Comúnmente los enrutadores se implementan también como puertas de acceso a Internet (por ejemplo un enrutador ADSL), usándose normalmente en casas y oficinas pequeñas. Es correcto utilizar el término enrutador en este caso, ya que estos dispositivos unen dos redes (una red de área local con Internet).

Enrutador Inalámbrico

Existe la posibilidad de no utilizar equipos dedicados, opción que puede ser la más adecuada para redes locales o redes con un tráfico limitado, y usar software que implemente los protocolos de red antes mencionados. Para dar funcionalidad de enrutador a un PC u otros ordenadores embebidos con sistemas operativos unix-like como pueden ser GNU/Linux o BSD, es suficiente con añadirle al menos dos interfaces de red y activar el soporte de enrutamiento en el núcleo. Si se desea propocionarle la funcionalidad de un enrutador completo, y que soporte diversos protocolos de red, se pueden utilizar paquetes como:

• Quagga [1]
• Vyatta [2]
• Zebra [3]
• ZebOs

Otra forma de adquirir un enrutador es ya contactando con fabricantes que se dedican a desarrollar su propio software no libre y con su hardware especialmente hecho para tal fin, este es el caso de fabricantes como:

• Cisco Systems
• Juniper Networks

Plano de Control

El Plano de Control de procesamiento conduce a la construcción de lo que suele llamarse una tabla de enrutamiento o base de información de enrutamiento (RIB).El RIB podrá ser utilizado por el plano de reenvío para buscar la interfaz externa para un determinado paquete, o, en función de la implementación del enrutador, el Plano de Control puede crear por separado Transmisión de Información Base un (FIB) con la información de destino.

El Plano de Control construye la tabla de enrutamiento del conocimiento de la subida y bajada de sus interfaces locales, de los código duros de los enrutadores estáticos, y del intercambio de información del protocolo de enrutamiento con otros enrutadores. No es obligatorio para un enrutador el utilizar protocolos de enrutamiento para funcionar, por ejemplo, si se configura únicamente con rutas estáticas. La tabla de enrutamiento almacena las mejores rutas a determinados destinos de la red, las "métricas de enrutamiento" asociados con esas rutas, y el camino al siguiente enrutador esperado.

Los enrutadores mantienen el estado de las rutas en la RIB / tabla de enrutamiento, pero esto es muy distinto a no mantener el estado de los paquetes individuales que se han transmitido.

Plano de Reenvío

El plano de reenvío es también conocido como Plano de datos. Por la función de reenvío del Protocolo puro de Internet (IP), el diseño de enrutadores procura reducir a un mínimo la información del estado almacenada sobre los paquetes individuales. Una vez que se envía un paquete, el enrutador no debe mantener más que la información estadística del envío.Es en el punto final del envío y de la recepción en el que se mantiene la información sobre cosas como errores o los paquetes que faltan.Decisiones de reenvío pueden implicar decisiones en capas distintas de la capa IP internetwork o capa OSI 3.

Entre las decisiones más importantes de reenvío está decidir qué hacer cuando se produce congestión,por ejemplo, que los paquetes llegan al enrutador a un ritmo mayor del que puede procesar.Tres políticas de uso común en Internet son Tail drop, Random early detection (RED), y Weighted random early detection.Tail Drop es la más sencilla y fácil de implementar; el enrutador simplemente manda paquetes una vez que la longitud de la cola excede el tamaño de los buffers en el enrutador. El RED probabilísticamente manda primero datagramas de la cola cuando se supera un tamaño configurado.Weighted random early detection requiere un tamaño de cola de media ponderada para exceder el tamaño de la configuración, de modo que ráfagas cortas no desencadenan envíos al azar.

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.

Enrutadores para la conexión a Internet y de uso interno

Los enrutadores destinados a ISPs y a las principales empresas de conexión invariablemente intercambian información de enrutamiento con el Border Gateway Protocol(BGP). RFC 4098 [3] define varios tipos de BGP-speaking enrutadores:

• Proveedor Edge Router: Situado en el borde de una red ISP, habla BGP externo(eBGP)a un 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.

Enrutadores de empresa

Todos los tamaños de enrutadores se pueden encontrar dentro de las empresas. Si bien los enrutadores más poderosos tienden a ser encontrados en ISPs, instalaciones académicas y de investigación, las grandes empresas pueden necesitar enrutadores grandes.

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

Acceso

Enrutadores de acceso, incluyendo SOHO, se encuentran en sitios de clientes como de sucursales que no necesitan de enrutamiento jerárquico de los propios. Normalmente, son optimizados para un bajo coste.

Distribución

Los enrutadores de distribución agregan tráfico desde enrutadores 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 enrutadores 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 enrutador debe ser cuidadoso como parte de la seguridad de la arquitectura global.Separado del enrutador puede estar un Firewall o VPN concentrador, o el enrutador 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 enrutadores de acceso, conectados a una red de área local (LAN), se interconectan a través de Core routers.

Core

En las empresas, el core router puede proporcionar una "columna vertebral" interconectando la distribución de los niveles de los enrutadores 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 distribuido sin ubicación central, la función del Core router puede ser subsumido por el servicio de WAN al que se suscribe la empresa, y la distribución de enrutadores se convierte en el más alto nivel.

Enrutadores inalámbricos

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

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

Historia

El primer dispositivo que tenía fundamentalmente las mismas funciones que hoy tiene un enrutador era el procesador del interfaz de mensajes (IMP). Eran los dispositivos que conformaban ARPANET, la primera red de conmutación de paquetes.La idea de enrutador venía inicialmente de un grupo internacional de investigadores de las redes de ordenadores llamado el Grupo Internacional de Trabajo de la Red (INWG). Creado en 1972 como un grupo informal para considerar las cuestiones técnicas en la conexión de redes diferentes, que años más tarde se convirtió en un subcomité de la Federación Internacional para Procesamiento de Información.

Estos dispositivos eran diferentes de la mayoría de los conmutadores de paquetes de dos maneras. En primer lugar, que conecta diferentes tipos de redes, como la de puertos en serie y redes de área local. En segundo lugar, eran dispositivos sin conexión, que no desempeñaba ningún papel en la garantía de que el tráfico se entregó fiablemente, dejándoselo enteramente a los hosts (aunque esta idea en particular se había iniciado en la red CYCLADES).

La idea fue explorarada con más detalle, con la intención de producir un verdadero prototipo de sistema, en el marco de dos programas contemporáneos. Uno de ellos era el primer programa iniciado por DARPA, que se creó el TCP / IP de la arquitectura actual. El otro fue un programa en Xerox PARC para explorar nuevas tecnologías de red, que ha elaborado el sistema de paquetes PARC Universal, aunque debido a la propiedad intelectual de las empresas ha recibido muy poca atención fuera de Xerox hasta años más tarde.

Los primeros enrutadores de Xerox se pusieron en marcha poco después de comienzos de 1974. El primer verdadero enrutador IP fue desarrollado por Virginia Strazisar en BBN, como parte de ese esfuerzo iniciado por DARPA, durante 1975-1976. A finales de 1976, tres enrutadores basados en PDP-11 estuvieron en servicio en el prototipo experimental de Internet.

El primer enrutador multiprotocolo fue creado de forma independiente por el personal de investigadores del MIT de Stanford en 1981, el enrutador de Stanford fue hecho por William Yeager, y el MIT uno por Noel Chiappa; ambos se basan también en PDP-11s.

Como ahora prácticamente todos los trabajos en redes usan IP en la capa de red, los enrutadores 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 enrutadores que manejan IPv4 e IPv6 son multiprotocolo, pero en un sentido mucho menos variable que un enrutador que procesaba AppleTalk, DECnet, IP, y protocolos de Xerox.

En la original era de enrutamiento (desde mediados de la década de 1970 a través de la década de 1980), los mini-ordenadores de propósito general sirvieron como enrutadores. Aunque los ordenadores de propósito general pueden realizar enrutamiento,los modernos enrutadores de alta velocidad son ahora especializados ordenadores, generalmente con el hardware extra añadido tanto para acelerar las funciones comunes de enrutamiento como el reenvío de paquetes y funciones especializadas como el cifrado IPsec.

Todavía es importante el uso de máquinas Unix y Linux, ejecutando el código de enrutamiento de código abierto, para la investigación de enrutamiento y otras aplicaciones seleccionadas. Aunque el sistema operativo de Cisco fue diseñado independientemente, otros grandes sistemas operativos enrutador, tales como las de Juniper Networks y Extreme Networks, han sido ampliamente modificadas, pero aún tienen ascendencia Unix.

Otros cambios también mejorar la fiabilidad, como los procesadores redundantes de control con estado de fallos, y que usan almacenamiento que tiene partes no móviles para la carga de programas. Mucha fiabilidad viene de las técnicas operacionales para el funcionamiento de los enrutadores críticos como del diseño de enrutadores en si mismo. Es la mejor práctica común, por ejemplo, utilizar sistemas de alimentación ininterrumpida redundantes para todos los elementos críticos de la red, con generador de copia de seguridad de las baterías o de los suministros de energía.

Véase también

• Módem
• USB
• Router ADSL
• BrazilFW

Enlaces externos

• Wikilibros alberga un libro o manual sobre configuración de enrutadores. - Por ahora es solo un esbozo (24-01-2008).
• Animación que muestra el funcionamiento de un Hub, Switch y un enrutador
• Página Web de Cisco Systems (en inglés)