Routers

Anatomía de un router

Los routers son computadoras:

Existen muchos tipos de routers de infraestructura. De hecho, los routers están diseñados para satisfacer las siguientes necesidades:

• De sucursal: trabajadores a distancia, pequeñas empresas y sucursales medianas.

• De WAN: grandes empresas y organizaciones.

• De proveedor de servicios: grandes proveedores de servicios.

Más allá de su función, su tamaño o su complejidad, todos los modelos de routers son, básicamente, computadoras. Al igual que las computadoras, las tablet PC y los dispositivos inteligentes, los routers también requieren lo siguiente:

• Sistemas operativos (OS)

• Unidades centrales de proceso (CPU)

• Memoria de acceso aleatorio (RAM)

• Memoria de solo lectura (ROM)

Los routers también tienen una memoria especial, que incluye memoria flash y memoria de acceso aleatorio no volátil (NVRAM).

CPU y OS del router:

Al igual que las computadoras, las tablet PC y los dispositivos inteligentes, los dispositivos Cisco requieren una CPU para ejecutar las instrucciones del OS, como la inicialización del sistema y las funciones de enrutamiento y conmutación.

La CPU requiere un OS para ofrecer funciones de enrutamiento y conmutación. El Sistema operativo Internetwork (IOS, Internetwork Operating System) es el software de sistema usado para la mayoría de los dispositivos, independientemente del tamaño y el tipo de dispositivo. Se usa en routers, switches LAN, pequeños puntos de acceso inalámbrico, grandes routers con decenas de interfaces y muchos otros dispositivos.

Memoria del router:

Los routers tienen acceso a cuatro tipos de memoria: RAM, ROM, NVRAM y flash.

RAM

La RAM se utiliza para almacenar diversas aplicaciones y procesos, incluido lo siguiente:

• IOS: el IOS se copia en la RAM durante el arranque.

• Archivo de configuración en ejecución: este es el archivo de configuración que almacena los comandos de configuración que el IOS del router utiliza actualmente. También se conoce como “running-config”.

• Tabla de enrutamiento IP: este archivo almacena información sobre las redes conectadas directamente y remotas. Se utiliza para determinar el mejor camino para reenviar paquetes.

• Caché ARP: esta caché contiene la asignación de direcciones IPv4 a direcciones MAC y es similar a la caché de protocolo de resolución de direcciones (ARP) de una PC. La caché ARP se utiliza en routers que tienen interfaces LAN, como interfaces Ethernet.

• Búfer de paquetes: los paquetes se almacenan temporalmente en un búfer cuando se reciben en una interfaz o antes de salir por una.

Al igual que las PC, los routers utilizan memoria de acceso aleatorio dinámica (DRAM). La DRAM es un tipo muy común de RAM que almacena las instrucciones y los datos necesarios para su ejecución por parte de la CPU. A diferencia de la ROM, la memoria RAM es volátil y requiere alimentación constante para mantener la información. Pierde todo el contenido cuando se apaga o se reinicia el router.

ROM

Los routers Cisco usan la memoria ROM para almacenar lo siguiente:

• Instrucciones de arranque:proporcionan las instrucciones de inicio.

• Software de diagnóstico básico:realiza el autodiagnóstico al encender (POST) de todos los componentes.

• IOS limitado: proporciona una versión limitada de respaldo del OS, en caso de que el router no pueda cargar el IOS con todas las funciones.

La ROM consiste en un firmware incorporado en un circuito integrado en el router y no pierde el contenido cuando el router se reinicia o se apaga.

NVRAM

El IOS usa la NVRAM como almacenamiento permanente para el archivo de configuración de inicio (startup-config). Al igual que la ROM, la NVRAM no pierde el contenido cuando se apaga el dispositivo.

Memoria Flash

La memoria flash es memoria de PC no volátil que se utiliza como almacenamiento permanente para el IOS y otros archivos relacionados con el sistema. El IOS se copia de la memoria flash a la RAM durante el proceso de arranque.

En la ilustración, se resumen los cuatro tipos de memoria.

Interior de un router:

Aunque existen diferentes tipos y modelos de routers, todos tienen los mismos componentes generales de hardware.

Observe que en la ilustración se destacan componentes que se encuentran en un router, como la fuente de energía, el ventilador de refrigeración, los protectores térmicos y un módulo de integración avanzada (AIM), los cuales exceden el ámbito de este capítulo.

Nota: los profesionales de red deben conocer y comprender la función de los principales componentes internos de un router más que la ubicación exacta de dichos componentes en un router específico. Según el modelo, esos componentes se encuentran en diferentes lugares dentro del router.

Backplane del router:

Algunos routers incluyen las siguientes conexiones:

• Puertos de consola: dos puertos de consola para acceder a la administración de la configuración inicial y de la interfaz de línea de comandos (CLI) mediante un puerto RJ-45 común y un nuevo conector USB de tipo B (USB mini-B).

• Puerto auxiliar: un puerto RJ-45 para el acceso a la administración remota; es similar al puerto de consola.

• Dos interfaces LAN: dos interfaces Gigabit Ethernet para obtener acceso a LAN.

• Ranuras para tarjetas de interfaz WAN de alta velocidad mejoradas (EHWIC): dos ranuras que proporcionan modularidad y flexibilidad al permitir que el router admita distintos tipos de módulos de interfaz, incluidos serial, línea de suscriptor digital (DSL), puerto de switch y tecnología inalámbrica.

Algunos poseen ranuras de almacenamiento para admitir capacidades expandidas. Las ranuras para memoria Compact Flash doble admiten tarjetas Compact Flash de 4 GB cada una para aumentar el espacio de almacenamiento. Se incluyen dos puertos de host USB para obtener espacio de almacenamiento adicional y proteger la capacidad de token.

La memoria Compact Flash puede almacenar la imagen del software IOS, archivos de registro, archivos de configuración de voz, archivos HTML, configuraciones de respaldo o cualquier otro archivo necesario para el sistema. De manera predeterminada, solo la ranura 0 está ocupada con una tarjeta Compact Flash de fábrica y es la ubicación de arranque predeterminada.

Conexión al router:

Por lo general, los dispositivos, routers y switches interconectan numerosos dispositivos. Por esta razón, estos dispositivos tienen varios tipos de puertos e interfaces. Estos puertos e interfaces se utilizan para conectar cables al dispositivo.

Las conexiones de un router se pueden agrupar en dos categorías:

• Puertos de administración: estos son los puertos de consola y los puertos auxiliares utilizados para configurar y administrar el router, así como para resolver problemas del dispositivo. A diferencia de las interfaces LAN y WAN, los puertos de administración no se utilizan para el reenvío de paquetes.

• Interfaces del router en banda: estas son las interfaces LAN y WAN configuradas con direccionamiento IP para transportar el tráfico de los usuarios. Las interfaces Ethernet son las conexiones LAN más frecuentes, mientras que las conexiones WAN comunes incluyen las interfaces seriales y DSL.

Ciertos dispositivos utilizan indicadores de diodos emisores de luz (LED) para proporcionar información de estado. Un LED de interfaz indica la actividad de la interfaz correspondiente. Si un LED está apagado cuando la interfaz está activa y la interfaz está conectada correctamente, puede ser señal de un problema en la interfaz. Si la interfaz está extremadamente ocupada, el LED permanece encendido.

Interfaces LAN y WAN:

En forma similar a lo que sucede con los switches, existen varias maneras de acceder al entorno de la CLI de un router. Los métodos más comunes son los siguientes:

• Consola: utiliza conexiones seriales de baja velocidad o USB para proporcionar acceso de administración fuera de banda con conexión directa a un dispositivo.

• Telnet o SSH: dos métodos para acceder de forma remota a una sesión de CLI a través de una interfaz de red activa.

• Puerto auxiliar: se utiliza para la administración remota del router mediante una línea telefónica de dial-up y un módem.

El puerto de consola y el auxiliar están ubicados en el router.

Además de estos puertos, los routers también tienen interfaces de red para recibir y reenviar paquetes IP. Los routers tienen muchas interfaces que se usan para conectarse a múltiples redes. En general, las interfaces se conectan a distintos tipos de redes, lo que significa que se requieren distintos tipos de medios y de conectores.

Cada interfaz en el router es miembro o host de otra red IP. Cada interfaz se debe configurar con una dirección IP y una máscara de subred de una red diferente. El IOS no permite que dos interfaces activas en el mismo router pertenezcan a la misma red.

Las interfaces del router se pueden agrupar en dos categorías:

• Interfaces LAN Ethernet: se utilizan para conectar cables que terminan en dispositivos LAN, como PC y switches. La interfaz también puede utilizarse para conectar routers entre sí. Existen varias convenciones de nomenclatura de uso frecuente para las interfaces Ethernet: Ethernet antigua, FastEthernet y Gigabit Ethernet. El nombre utilizado depende del tipo y el modelo de dispositivo.

• Interfaces WAN seriales: se utilizan para conectar routers a redes externas, generalmente a una distancia geográfica más extensa. Al igual que las interfaces LAN, cada interfaz WAN serial tiene su propia dirección IP y su máscara de subred, que la identifican como miembro de una red específica.

¿Qué significa NAT?: