Un enrutador es un dispositivo de red que puede ser tanto Hardware como Software. Nos sirve para la interconexión de redes y opera en la capa 3 del modelo OSI. Mediante estos podemos encaminar un paquete mediante el camino más corto a su destino, o guiar a un paquete a su destino. Un router es capaz de asignar diferentes preferencias a los mensajes que fluyen por la red y buscar soluciones alternativas cuando un camino está muy cargado.
En los routers de tipo hardware se utilizan protocolos de enrutamiento los cuales ayudan que los enrutadores se comuniquen entre si y de esta manera determinar la ruta
que el paquete debe tomar, de ahí viene su nombre de enrutador, ya que su principal misión es determinar o dar la ruta a seguir a los paquetes que estén circulando por una red.
Este enrutamiento lo hace gestionando las rutas mediante nodos, lo cual puede ser de
forma dinámica según el protocolo usado (RIP v1 y v2, OSPF v1, v2 y v3, IGRP, EIGRP y BGP v4) y de esta forma obtener resultados en muchos casos óptimos y en algunos no tan óptimos, también pueden ser de forma estática en el cual se les da el camino por defecto a seguir lo cual hará que solo indiquen al paquete que ruta tomar,lo cual en caso de falla de un nodo podría causar que los paquetes no lleguen a su destino o tal vez tomen un camino muy largo.
Los enrutadores actualmente y de manera muy común se utilizan como puertas de acceso a internet (enrutadores ADSL) donde se estaría uniendo a 2 redes: una de area local y el internet (la red de redes); pero el problema de estos routers es que son más pequeños y no tienen reglas ni normativas de seguridad.
Estos routers antiguamente eran únicamente microcontroladores y transistores programados, actualmente los enrutadores cuentan con memorias flash internas las cuales llevan un firmware y un sistema muy pequeño lo cual hace que puedan ser administrables, aportando normas y reglas de seguridad, además de poder llevar un mejor manejo y control de los paquetes.
martes, 24 de noviembre de 2009
1.3 Arquitectura del Hub
Un concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.
Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión. Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al ordenador central. Llamado también repetidor multipuerto, existen 3 clases.
Visto lo anterior podemos sacar las siguientes conclusiones:
1. El concentrador envía información a ordenadores que no están interesados. A este nivel sólo hay un destinatario de la información, pero para asegurarse de que la recibe el concentrador envía la información a todos los ordenadores que están conectados a él, así seguro que acierta.
2. Este tráfico añadido genera más probabilidades de colisión. Una colisión se produce cuando un ordenador quiere enviar información y emite de forma simultánea con otro ordenador que hace lo mismo. Al chocar los dos mensajes se pierden y es necesario retransmitir. Además, a medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.
3. Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red. Si observamos cómo funciona vemos que el concentrador no tiene capacidad de almacenar nada. Por lo tanto si un ordenador que emite a 100 megabit/segle trasmitiera a otro de 10 megabit/segundo algo se perdería del mensaje. En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 megabit/segundo, si lo conectamos a nuestra red casera, toda la red funcionará a 10 megabit/segundo, aunque nuestras tarjetas sean 10/100 megabit/segundo.
4. Un concentrador es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es barato. Añade retardos derivados de la transmisión del paquete a todos los equipos de la red (incluyendo los que no son destinatarios del mismo).
Los concentradores fueron muy populares hasta que se abarataron los switch que tienen una función similar pero proporcionan más seguridad contra programas como los sniffer. La disponibilidad de switches ethernet de bajo precio ha dejado obsoletos, pero aún se pueden encontrar en instalaciones antiguas y en aplicaciones especializadas.
¿Donde se Usa?: Debido al gran crecimiento de las redes en cuanto a velocidad está dejando de utilizarse, sin embargo es bastante útil en redes pequeñas de pocas computadoras o como terminador de redes más grandes ya que en estos casos no afectan a la misma, pero su utilización se debe realizar con extremo cuidado ya que podemos crear cuellos de botellas y por lo tanto dejar a una red totalmente inoperable.
Los concentradores tipo Solo son normales en las conexiones de las oficinas pequeñas
y hogares donde no se necesita ampliarse, donde el promedio de usuarios es de 12.
Los concentradores tipo Modular se utilizan en conexiones verdaderamente industriales o centrales telefónicas.
La conexión de un analizador de protocolos con un concentrador permite ver todo el
tráfico en el segmento. Un concentrador hace que los clúster o grupos de computadoras reciban cada uno todo el tráfico.
Ventajas
- El precio es barato por ser un dispositivo simple.
- Permite aislar a un usuario que tenga problemas en el cable de conexión, evitando que los demás usuarios sufran contratiempos.
- Tiene la capacidad de gestión, supervisión y control remoto, prolongando el funcionamiento de la red gracias a la aceleración del diagnostico y solución de problemas.
Desventajas:
- El tráfico añadido genera más probabilidades de colisión.
- A medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.
- Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red.
- El concentrador no tiene capacidad de almacenar nada, por lo tanto, en caso de falla es posible que se pierda el mensaje.
- Añade retardos derivados de la transmisión del paquete a todos los equipos de la
red (incluyendo los que no son destinatarios del mismo).
Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión. Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al ordenador central. Llamado también repetidor multipuerto, existen 3 clases.
- Pasivo: No necesita energía eléctrica. Se dedica a la interconexion.
- Activo: Necesita alimentación. Ademas de concentrar el cableado, regeneran la señal, eliminan el ruido y amplifican la señal
- Inteligente: También llamados smart hubs, incluyen microprocesador. Hacen lo que los activos pero además pueden ser administrados. Un administrador de red puede monitorear cada puerto e incluso obtener información estadística acerca de ello, tienen mejores funciones de direccionamiento. Todos los concentradores actuales son inteligentes.
Visto lo anterior podemos sacar las siguientes conclusiones:
1. El concentrador envía información a ordenadores que no están interesados. A este nivel sólo hay un destinatario de la información, pero para asegurarse de que la recibe el concentrador envía la información a todos los ordenadores que están conectados a él, así seguro que acierta.
2. Este tráfico añadido genera más probabilidades de colisión. Una colisión se produce cuando un ordenador quiere enviar información y emite de forma simultánea con otro ordenador que hace lo mismo. Al chocar los dos mensajes se pierden y es necesario retransmitir. Además, a medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.
3. Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red. Si observamos cómo funciona vemos que el concentrador no tiene capacidad de almacenar nada. Por lo tanto si un ordenador que emite a 100 megabit/segle trasmitiera a otro de 10 megabit/segundo algo se perdería del mensaje. En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 megabit/segundo, si lo conectamos a nuestra red casera, toda la red funcionará a 10 megabit/segundo, aunque nuestras tarjetas sean 10/100 megabit/segundo.
4. Un concentrador es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es barato. Añade retardos derivados de la transmisión del paquete a todos los equipos de la red (incluyendo los que no son destinatarios del mismo).
Los concentradores fueron muy populares hasta que se abarataron los switch que tienen una función similar pero proporcionan más seguridad contra programas como los sniffer. La disponibilidad de switches ethernet de bajo precio ha dejado obsoletos, pero aún se pueden encontrar en instalaciones antiguas y en aplicaciones especializadas.
¿Donde se Usa?: Debido al gran crecimiento de las redes en cuanto a velocidad está dejando de utilizarse, sin embargo es bastante útil en redes pequeñas de pocas computadoras o como terminador de redes más grandes ya que en estos casos no afectan a la misma, pero su utilización se debe realizar con extremo cuidado ya que podemos crear cuellos de botellas y por lo tanto dejar a una red totalmente inoperable.
Los concentradores tipo Solo son normales en las conexiones de las oficinas pequeñas
y hogares donde no se necesita ampliarse, donde el promedio de usuarios es de 12.
Los concentradores tipo Modular se utilizan en conexiones verdaderamente industriales o centrales telefónicas.
La conexión de un analizador de protocolos con un concentrador permite ver todo el
tráfico en el segmento. Un concentrador hace que los clúster o grupos de computadoras reciban cada uno todo el tráfico.
Ventajas
- El precio es barato por ser un dispositivo simple.
- Permite aislar a un usuario que tenga problemas en el cable de conexión, evitando que los demás usuarios sufran contratiempos.
- Tiene la capacidad de gestión, supervisión y control remoto, prolongando el funcionamiento de la red gracias a la aceleración del diagnostico y solución de problemas.
Desventajas:
- El tráfico añadido genera más probabilidades de colisión.
- A medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.
- Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red.
- El concentrador no tiene capacidad de almacenar nada, por lo tanto, en caso de falla es posible que se pierda el mensaje.
- Añade retardos derivados de la transmisión del paquete a todos los equipos de la
red (incluyendo los que no son destinatarios del mismo).
1.2 Arquitectura del Switch.
1. CONMUTADOR.- (SWITCH)
Descripción: Un conmutador/switch es un dispositivo de propósito especial diseñado para resolver problemas de rendimiento de la red, problemas de congestión y embotellamientos. Opera generalmente en la capa 2 del modelo OSI (también existen de capa 3 y últimamente multicapas).
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 (En redes de computadoras la dirección MAC (siglas en inglés de Media Access Control o control de acceso al medio) es un identificador de 48 bits (6 octetos) que corresponde de forma única a una ethernet de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada) de destino de las tramas en la red.
Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red
de nivel 2 (direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de
sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores o hubs, la información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino.
Método de direccionamiento de las tramas utilizadas:
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 conmutador calcula el CRC(Comprobación de Redundancia Cíclica: es un tipo de función que recibe un flujo de datos de cualquier longitud como entrada y devuelve un valor de longitud fija como salida) y mide el tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy grande 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 añade demora al procesamiento.
Cut-Through: Fueron diseñados para reducir esta latencia. Esos 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 es que no detecta tramas corruptas causadas por colisiones, ni errores de CRC.
Existe un segundo tipo de conmutador cut-through, denominado fragment free, fue proyectado para eliminar este problema. Lee los primeros 64 bytes de cada trama, asegurando que tenga el tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de colisiones por
la red.
Adaptative Cut-Through: Estos soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el mismo conmutador, basado en el número de tramas con error que pasan por los puertos.
Forma de segmentación de las sub-redes:
Switches de Capa 2: Son los tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. 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.
Switches de Capa 3: Además de las funciones tradicionales de la capa 2, incorporan algunas funciones de enrutamiento, soportan también la definición de redes virtuales VLAN's sin utilizar un router externo. Dentro de los Conmutadores Capa 3 tenemos:
Paquete-por-Paquete (Packet by Packet) : Es un caso especial de conmutador Store-and-
Forward ya que actúa como este.
Layer-3 Cut-through: Examina los primeros campos, determina la dirección de destino ( a través de la información de las 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. Además puede funcionar en el modo "Store-and-Forward" o "Cut-Through".
Switches de Capa 4: 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.
Marcas:
Cada fabricante tiene su diseño propio para posibilitar la identificación correcta de los flujos de datos.
Entre las marcas más conocidas están: Ipsilon, Cabletron, 3Com, DLink, Cisco, Encore, Netgear, Linksys.
¿Donde se Usa?
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).
Los conmutadores cut-through son más utilizados en pequeños grupos de trabajo y
pequeños departamentos.
Los conmutadores store-and-forward son utilizados en redes corporativas, donde es
necesario un control de errores.
Los conmutadores 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.
Ventajas:
- Agregar mayor ancho de banda.
- Acelerar la salida de tramas
- Reducir tiempo de espera.
- El conmutador es siempre local.
Desventajas:
- No consiguen, filtrar difusiones o broadcasts, multicasts ni tramas cuyo destino aún no haya sido incluido en la tabla de direccionamiento.
- Para una conexión a internet si el ISP solo nos brinda 1 IP pública, solo una maquina tendría internet.
- Muchos conmutadores existentes en el mercado no son configurables.
Descripción: Un conmutador/switch es un dispositivo de propósito especial diseñado para resolver problemas de rendimiento de la red, problemas de congestión y embotellamientos. Opera generalmente en la capa 2 del modelo OSI (también existen de capa 3 y últimamente multicapas).
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 (En redes de computadoras la dirección MAC (siglas en inglés de Media Access Control o control de acceso al medio) es un identificador de 48 bits (6 octetos) que corresponde de forma única a una ethernet de red. Es individual, cada dispositivo tiene su propia dirección MAC determinada) de destino de las tramas en la red.
Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red
de nivel 2 (direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de
sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores o hubs, la información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino.
Método de direccionamiento de las tramas utilizadas:
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 conmutador calcula el CRC(Comprobación de Redundancia Cíclica: es un tipo de función que recibe un flujo de datos de cualquier longitud como entrada y devuelve un valor de longitud fija como salida) y mide el tamaño de la misma. Si el CRC falla, o el tamaño es muy pequeño o muy grande 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 añade demora al procesamiento.
Cut-Through: Fueron diseñados para reducir esta latencia. Esos 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 es que no detecta tramas corruptas causadas por colisiones, ni errores de CRC.
Existe un segundo tipo de conmutador cut-through, denominado fragment free, fue proyectado para eliminar este problema. Lee los primeros 64 bytes de cada trama, asegurando que tenga el tamaño mínimo, y evitando el encaminamiento de colisiones por
la red.
Adaptative Cut-Through: Estos soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el mismo conmutador, basado en el número de tramas con error que pasan por los puertos.
Forma de segmentación de las sub-redes:
Switches de Capa 2: Son los tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión. 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.
Switches de Capa 3: Además de las funciones tradicionales de la capa 2, incorporan algunas funciones de enrutamiento, soportan también la definición de redes virtuales VLAN's sin utilizar un router externo. Dentro de los Conmutadores Capa 3 tenemos:
Paquete-por-Paquete (Packet by Packet) : Es un caso especial de conmutador Store-and-
Forward ya que actúa como este.
Layer-3 Cut-through: Examina los primeros campos, determina la dirección de destino ( a través de la información de las 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. Además puede funcionar en el modo "Store-and-Forward" o "Cut-Through".
Switches de Capa 4: 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.
Marcas:
Cada fabricante tiene su diseño propio para posibilitar la identificación correcta de los flujos de datos.
Entre las marcas más conocidas están: Ipsilon, Cabletron, 3Com, DLink, Cisco, Encore, Netgear, Linksys.
¿Donde se Usa?
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).
Los conmutadores cut-through son más utilizados en pequeños grupos de trabajo y
pequeños departamentos.
Los conmutadores store-and-forward son utilizados en redes corporativas, donde es
necesario un control de errores.
Los conmutadores 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.
Ventajas:
- Agregar mayor ancho de banda.
- Acelerar la salida de tramas
- Reducir tiempo de espera.
- El conmutador es siempre local.
Desventajas:
- No consiguen, filtrar difusiones o broadcasts, multicasts ni tramas cuyo destino aún no haya sido incluido en la tabla de direccionamiento.
- Para una conexión a internet si el ISP solo nos brinda 1 IP pública, solo una maquina tendría internet.
- Muchos conmutadores existentes en el mercado no son configurables.
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