Componentes del router y sus funciones

Al igual que una PC, un router también incluye:

Unidad de procesamiento central (CPU)

Memoria de acceso aleatorio (RAM)

Memoria de sólo lectura (ROM)

Coloque el cursor del mouse sobre los componentes en la figura para ver una breve descripción de cada uno.

CPU

La CPU ejecuta las instrucciones del sistema operativo, como el inicio del sistema, y las funciones de enrutamiento y conmutación.

RAM

La RAM almacena las instrucciones y los datos necesarios que la CPU debe ejecutar. La RAM se usa para almacenar estos componentes:

Sistema operativo: El IOS (sistema operativo Internetwork) de Cisco se copia en la RAM durante el inicio.

Archivo de configuración en ejecución: Éste es el archivo de configuración que almacena los comandos de configuración que el IOS del router utiliza actualmente. Salvo algunas excepciones, todos los comandos configurados en el router se almacenan en el archivo de configuración en ejecución, conocido como running-config.

Tabla de enrutamiento IP: Este archivo almacena información sobre redes remotas y conectadas directamente. Se usa para determinar la mejor ruta para enviar el paquete.

Caché ARP: Esta caché contiene la dirección IPv4 para la asignación de direcciones MAC, de modo similar a la caché ARP en una PC. La caché ARP se usa en routers que tienen interfaces LAN como las interfaces Ethernet.

Búfer del paquete: Los paquetes se almacenan temporalmente en un búfer cuando se reciben en una interfaz o antes de abandonar la interfaz.

La RAM es una memoria volátil y pierde su contenido cuando el router se apaga o reinicia. Sin embargo, el router también contiene áreas de almacenamiento permanente, como la ROM, la flash y la NVRAM.

ROM

La ROM es una forma de almacenamiento permanente. Los dispositivos Cisco usan la memoria ROM para almacenar:

Instrucciones de bootstrap

Software básico de diagnóstico

Versión más básica del IOS

La ROM usa firmware, un software incorporado dentro del circuito integrado. El firmware incluye el software que normalmente no necesita modificarse ni actualizarse, como las instrucciones de inicio. Muchas de estas funciones, incluso el software del monitor de la ROM, se analizarán en otro curso. La ROM no pierde sus contenidos cuando se apaga o reinicia el router.

Memoria flash

La memoria flash es una memoria de computadora no volátil que puede borrarse y almacenarse eléctricamente. La memoria flash se usa como almacenamiento permanente para el sistema operativo, IOS de Cisco. En la mayoría de los routers Cisco, el IOS se almacena en forma permanente en la memoria flash y se copia en la RAM durante el proceso de arranque, donde entonces es ejecutado por la CPU. Algunos modelos anteriores de routers Cisco ejecutan el IOS directamente desde la memoria flash. La memoria flash está compuesta de tarjetas SIMM o PCMCIA, que pueden actualizarse para aumentar la cantidad de memoria flash.

Esta memoria no pierde sus contenidos cuando se apaga o reinicia el router.

NVRAM

La NVRAM (RAM no volátil) no pierde su información cuando se desconecta la alimentación eléctrica. Esto se opone a las formas más comunes de RAM, como la DRAM, que requiere alimentación eléctrica continua para mantener su información. El IOS de Cisco usa la NVRAM como almacenamiento permanente para el archivo de configuración de inicio (startup-config). Todos los cambios de configuración se almacenan en el archivo running-config en la RAM, y salvo pocas excepciones, son implementados inmediatamente por el IOS. Para guardar esos cambios en caso de que se apague o reinicie el router, el running-config debe estar copiado en la NVRAM, donde se almacena como el archivo startup-config. La NVRAM retiene sus contenidos incluso cuando el router se recarga o apaga.

Las memorias ROM, RAM, NVRAM y flash se analizan en la siguiente sección que introduce el IOS y el proceso de arranque. También se analizan con más profundidad en otro curso relacionado con la administración del IOS.

Para un profesional de networking es más importante comprender la función de los principales componentes internos de un router que la ubicación exacta de esos componentes dentro de un router específico. La arquitectura física interna variará de un modelo a otro.

Enlaces

Vea "Cisco 1800 Series Portfolio Multimedia Demo", Demostración multimedia de la cartera de la serie 1800 de Cisco, http://www.cisco.com/en/US/products/ps5875/index.html

Memoria y CPU del Router

Aunque existen diferentes tipos y modelos de routers, todos tienen los mismos componentes de hardware generales. Según el modelo, esos componentes se encuentran en diferentes lugares dentro del router. La figura muestra el interior de un router 1841. Para observar los componentes internos del router, es necesario desatornillar la cubierta metálica y retirarla del router. Normalmente no es necesario abrir el router, a menos que se esté actualizando la memoria.

Los routers determinan la mejor ruta

La principal responsabilidad de un router es dirigir los paquetes destinados a redes locales y remotas al:
Determinar la mejor ruta para enviar paquetes
Enviar paquetes hacia su destino

El router usa su tabla de enrutamiento para determinar la mejor ruta para reenviar el paquete. Cuando el router recibe un paquete, examina su dirección IP de destino y busca la mejor coincidencia con una dirección de red en la tabla de enrutamiento del router. La tabla de enrutamiento también incluye la interfaz que se utilizará para enviar el paquete. Cuando se encuentra una coincidencia, el router encapsula el paquete IP en la trama de enlace de datos de la interfaz de salida. Luego, el paquete se envía hacia su destino.

Es muy probable que un router reciba un paquete encapsulado en un tipo de trama de enlace de datos, como una trama de Ethernet, y al enviar el paquete, el router lo encapsulará en otro tipo de trama de enlace de datos, como el Point-to-Point Protocol (PPP). La encapsulación de enlace de datos depende del tipo de interfaz del router y del tipo de medio al que se conecta. Las diferentes tecnologías de enlace de datos a las que se conecta un router pueden incluir tecnologías LAN, como Ethernet, y conexiones seriales WAN, como la conexión T1 que usa PPP, Frame Relay y Modo de transferencia asíncrona (ATM).

En la figura, podemos seguir un paquete desde la PC de origen hasta la PC de destino. Debe observarse que el router es responsable de encontrar la red de destino en su tabla de enrutamiento y enviar el paquete hacia su destino. En este ejemplo, el router R1 recibe el paquete encapsulado en una trama de Ethernet. Después de desencapsular el paquete, R1 usa la dirección IP de destino del paquete para buscar una dirección de red coincidente en su tabla de enrutamiento. Luego de encontrar una dirección de red de destino en la tabla de enrutamiento, R1 encapsula el paquete dentro de una trama PPP y envía el paquete a R2. R2 realiza un proceso similar.

Los routers usan protocolos de rutas estáticas y de enrutamiento dinámico para aprender sobre redes remotas y construir sus tablas de enrutamiento. Estas rutas y protocolos representan el enfoque principal del curso y se analizarán en detalle en los siguientes capítulos junto con el proceso que usan los routers al buscar en sus tablas de enrutamiento y al enviar los paquetes.

Enlaces

"How Routers Work", Funcionamiento de los routers http://computer.howstuffworks.com/router.htm

Los Routers se encuentran en el centro de la red

Es posible que los usuarios comunes no estén al tanto de la presencia de numerosos routers en su propia red o en Internet. Los usuarios esperan poder acceder a las páginas Web, enviar mensajes de correo electrónico y descargar música, ya sea si el servidor al que están accediendo está en su propia red o en otra red del otro lado del mundo. Sin embargo, los profesionales de networking saben que el router es el responsable del envío de paquetes de red a red, desde el origen inicial al destino final.

Un router conecta múltiples redes. Esto significa que tiene varias interfaces, cada una de las cuales pertenece a una red IP diferente. Cuando un router recibe un paquete IP en una interfaz, determina qué interfaz usar para enviar el paquete hacia su destino. La interfaz que usa el router para enviar el paquete puede ser la red del destino final del paquete (la red con la dirección IP de destino de este paquete), o puede ser una red conectada a otro router que se usa para alcanzar la red de destino.

Generalmente, cada red a la que se conecta un router requiere una interfaz separada. Estas interfaces se usan para conectar una combinación de Redes de área local (LAN) y Redes de área extensa (WAN). Por lo general, las LAN son redes Ethernet que contienen dispositivos como PC, impresoras y servidores. Las WAN se usan para conectar redes a través de un área geográfica extensa. Por ejemplo, una conexión WAN comúnmente se usa para conectar una LAN a la red del Proveedor de servicios de Internet (ISP).

En la figura, vemos que los routers R1 y R2 son responsables de recibir el paquete en una red y enviar el paquete desde otra red hacia la red de destino.

Los Routers Son computadoras

Un router es una computadora, al igual que cualquier otra computadora; incluso una PC. El primer router, utilizado para la Red de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPANET), fue el Procesador de mensajes de interfaz (IMP). El IMP era una minicomputadora Honeywell 316; esta computadora dio origen a la ARPANET el 30 de agosto de 1969.

Nota: La ARPANET fue desarrollada por la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPA) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos. También fue la primera red operativa de conmutación de paquetes del mundo y la antecesora de la Internet de la actualidad.

Los routers tienen muchos de los mismos componentes de hardware y software que se encuentran en otras computadoras, entre ellos:
CPU
RAM
ROM
Sistema operativo

Conceptos y Protocolos de Enrutamiento

Las redes de la actualidad tienen un impacto significativo en nuestras vidas, ya que cambian nuestra forma de vivir, trabajar y divertirnos. Las redes de computadoras (y en un contexto más amplio, Internet) permiten a las personas comunicarse, colaborar e interactuar de maneras totalmente novedosas. Utilizamos la red de distintas formas, entre ellas las aplicaciones Web, la telefonía IP, la videoconferencia, los juegos interactivos, el comercio electrónico, la educación y más.

En el centro de la red se encuentra el router. En pocas palabras, un router conecta una red con otra red. Por lo tanto, el router es responsable de la entrega de paquetes a través de diferentes redes. El destino de un paquete IP puede ser un servidor Web en otro país o un servidor de correo electrónico en la red de área local. Es responsabilidad de los routers entregar esos paquetes a su debido tiempo. La efectividad de las comunicaciones de internetwork depende, en gran medida, de la capacidad de los routers de enviar paquetes de la manera más eficiente posible.

En la actualidad, se están incorporando routers a los satélites en el espacio. Estos routers tendrán la capacidad de enrutar el tráfico IP entre los satélites del espacio de un modo muy similar al que se transportan los paquetes en la Tierra, reduciendo así los retardos y ofreciendo una mayor flexibilidad para el trabajo en red.

Además del envío de paquetes, un router también proporciona otros servicios. Para satisfacer las demandas de las redes actuales, los routers también se utilizan para lo siguiente:
Aseguran la disponibilidad las 24 horas del día, los 7 días de la semana. Para ayudar a garantizar la posibilidad de conexión de la red, los routers usan rutas alternativas en caso de que la ruta principal falle.
Proveen servicios integrados de datos, video y voz en redes conectadas por cable o inalámbricas. Los routers dan prioridad a los paquetes IP según la calidad de servicio (QoS) a fin de asegurar que el tráfico en tiempo real, como la voz, el video y los datos esenciales, no se descarten ni retarden.
Disminuye el impacto de gusanos, virus y otros ataques en la red al permitir o denegar el reenvío de paquetes.

Todos estos servicios se construyen en torno del router y de su responsabilidad principal de reenviar paquetes de una red a la siguiente. La comunicación entre los dispositivos de diferentes redes sólo se logra gracias a la capacidad del router de enrutar paquetes entre las redes. Este capítulo será una introducción al router, su función en las redes, sus principales componentes de hardware y software y el proceso de enrutamiento en sí.