Un enrutador es un hardware o software que reenvía paquetes basados en la información de la dirección IP en los paquetes que recibe. Es más común que los paquetes de ruta en función de la información de la dirección IP de destino , pero algunos enrutadores se pueden configurar para enrutar paquetes en función de la información de IP de origen también.
Los enrutadores hacen la mayor parte de su trabajo en la capa de red (capa 3) del modelo OSI . Si bien los enrutadores pueden funcionar en una interfaz (enrutador de un solo brazo), generalmente tienen al menos dos interfaces de red, pero pueden tener muchas más interfaces físicas y/o lógicas .
Mesas de enrutamiento
Tendría a pensar que los enrutadores son dispositivos de red muy complejos, pero en realidad, la ruta de los enrutadores de red basados en algunas reglas simples que se cargan en la memoria . Estas reglas dependen de sus tablas de enrutamiento locales. El enrutamiento comienza cuando los paquetes entran en el enrutador. El enrutador elimina la información de la capa 2 de los marcos que recibe.
Si el enrutador está configurado para enrutar en función de la información de IP de destino (que es la forma más común de enrutamiento), el enrutador inspecciona la dirección IP de destino de cada paquete y luego envía el paquete al puerto correcto. El enrutador utiliza la tabla de enrutamiento para tomar esta decisión. Esencialmente, ese es el proceso completo en pocas palabras. La tabla de enrutamiento es la clave del proceso de reenvío de paquetes a su destino adecuado.
Cada fila en la tabla de enrutamiento define una sola ruta . Cada columna identifica criterios específicos para que el enrutador pueda coincidir con la mejor ruta para el paquete que intenta reenviar.
- Destino de red: todas las interfaces de red, subredes locales y subredes remotas que el enrutador conoce se enumerará.
- Netmask: las máscaras de subred se utilizan junto con la información de IP para determinar la ID de red y la ID de host dentro de una dirección IP. El enrutador utiliza esta información para determinar si hay una coincidencia entre el paquete que está inspeccionando y cualquier elemento enumerado en la tabla de enrutamiento. Si hay una coincidencia , la columna de interfaz en la tabla de enrutamiento le indica al enrutador qué interfaz enviará el paquete.
- Ruta predeterminada: la primera entrada que muestra el destino de red de
0.0.0.0
se considera la ruta predeterminada del enrutador. Si no se pueden igualar otras entradas en la tabla de enrutamiento, el enrutador envía el paquete a su puerta de enlace predeterminada . La ruta predeterminada es muy importante porque esto le dice al enrutador exactamente qué hacer con cada paquete entrante a menos que el enrutador pueda hacer una coincidencia con otra entrada en la tabla de enrutamiento.
Los enrutadores no son los únicos dispositivos que usan tablas de enrutamiento. Todos los hosts TCP/IP en la red tienen tablas de enrutamiento. Las computadoras con una NIC tienen tablas de enrutamiento muy simples. Tienen algunas entradas sobre la subred a la que están conectadas y una entrada para la ruta predeterminada. Sin embargo, algunas computadoras pueden tener más de una conexión de red . Por lo tanto, al igual que los enrutadores, las computadoras usan el mismo proceso para determinar qué puerto de red utilizar para enviar paquetes IP.
Para los dispositivos que tienen más de un adaptador de red , se conocen como sistemas de múltiples homed. Es posible que también haya notado que la tabla de enrutamiento tiene una columna métrica. La métrica es un valor relativo que define el costo de usar esta ruta .
Si un TCP/IP tiene más de una ruta disponible para llegar al nodo de destino, usará la ruta con la métrica más baja . Si el nodo TCP/IP determina que una de sus rutas no está disponible, ajustará la métrica o eliminará la ruta de su tabla .
Enrutamiento estático y dinámico
Las tablas de enrutamiento están pobladas utilizando dos métodos . O la información se ingresa manualmente (estática) o puede aprender (dinámica) sobre rutas de otras fuentes, como los enrutadores vecinos. Si bien el enrutamiento estático funciona perfectamente bien, en redes grandes, puede ser difícil mantener estas tablas, especialmente si el diseño de la red cambia rutinariamente.
En una topología de malla completa , los enlaces pueden disminuir, los dispositivos de red cambian y otros factores pueden aumentar el aumento de la gestión de un enrutador de red. Con el enrutamiento dinámico , permite que los enrutadores administren sus propias tablas de enrutamiento.
Enrutamiento de Internet
Los enrutadores en la Internet pública no comparten información de enrutamiento con protocolos de enrutamiento como RIP o OSPF . Utilizan el concepto llamado sistema autónomo (AS) . Los sistemas autónomos utilizan un número de sistema autónomo ( ASN ) globalmente único asignado por la IANA.
Así como asignaría una dirección IP a la interfaz de un enrutador, configuraría el enrutador para usar el ASN asignado por la IANA. Los sistemas autónomos se comunican entre sí utilizando un protocolo de puerta de enlace exterior (EGP).
Las redes dentro de AS se comunican con protocolos conocidos como protocolo de puerta de enlace interior (IGP) . Para Internet público, la comunidad se ha decidido en un protocolo para la comunicación entre cada uno, conocido como Border Gateway Protocol (BGP) .
Enrutamiento de vector de distancia
Los protocolos de enrutamiento de vectores de distancia fueron los primeros en aparecer en el mundo de enrutamiento TCP/IP. Los protocolos de enrutamiento del vector de distancia generalmente se usan en enrutadores LAN . La base de todos los protocolos de enrutamiento de vectores de distancia es una forma de costo. El costo de una ruta está compuesto por el recuento de lúpulos, que es el número de interfaces entre la red de origen y de destino.
Si tuviera un enrutador a un salto de una red, el costo de esa ruta sería 1. RIP, o el protocolo de información de enrutamiento , es un ejemplo de un protocolo de enrutamiento de vector de distancia. Si bien los protocolos de enrutamiento de vectores de distancia son fáciles de implementar y administrar, sí tienen sus limitaciones .
Por ejemplo, puede tener varias vías a una red de destino. La ruta con dos lúpulos se puede configurar con enlaces muy rápidos, mientras que la ruta con un salto es un enlace muy lento. Debido a esto, las métricas se asignan a las rutas para que puedan calcularse como parte del costo total de la ruta.
A los enlaces más rápidos se les asignan métricas más bajas que los enlaces más lentos para garantizar que el enrutador elija la ruta más rápida a la red de destino. Los protocolos de enrutamiento del vector de distancia calculan el costo total para llegar a una red en particular y compara ese costo con el costo total de todas las otras rutas para llegar a la misma red. El enrutador luego elige la ruta con el costo más bajo . Los enrutadores que utilizan un protocolo de enrutamiento de vector de distancia intercambian sus tablas de enrutamiento entre sí.
Enrutamiento estatal de enlace
Debido a algunas de las limitaciones en el enrutamiento del vector de distancia , como la velocidad y el ancho de banda se desarrollaron protocolos de enrutamiento más óptimos más óptimos. El protocolo de enrutamiento dinámico del estado de enlace es una mejor opción para las redes que tienen una gran cantidad de enrutadores que intercambian sus tablas de enrutamiento dinámicamente.
El enrutamiento del estado de enlace solo envía información de enrutamiento a medida que la red cambia , y solo envía los cambios , en lugar de enviar toda la tabla de enrutamiento a intervalos especificados. La ruta más corta abierta primero (OSPF) es el IGP más utilizado. OSPF converge dramáticamente más rápido y es mucho más eficiente que RIP. A diferencia de RIP, OSPF es un protocolo complejo para los enrutadores.