EL ROUTER
Funciones del router.
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.
La efectividad de las comunicaciones para el trabajo en red depende, en gran medida, de la capacidad de los routers de reenviar paquetes de la manera más eficiente posible.
La comunicación entre los dispositivos de diferentes redes sólo se logra gracias a la capacidad del router de encaminar o enrutar paquetes entre las redes.
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 los sistemas de redes saben que el router es el responsable del reenvío de paquetes de red a red, desde el origen 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 reenviar el paquete hacia su destino. La interfaz que usa el router para reenviar el paquete puede ser la red del destino final del paquete, es decir, una ruta directa (red con la dirección IP de destino de este paquete), puede ser una red conectada a otro router que se usa para llegar a la red de destino, es decir, ruta de salto y si ninguna entrada de la tabla se corresponde con la red deseada se utilizará la ruta de defecto.
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 reenviar el paquete desde otra red hacia la red de destino.
La principal responsabilidad de un router es:
- La determinación del mejor camino para enviar paquetes.
- El reenvío de los paquetes a su destino.
El router utiliza su tabla de enrutamiento para determinar el mejor camino para reenviar el paquete. Entendemos como el mejor camino a la ruta más rápida a un determinado destino en función de la métrica del protocolo de enrutamiento (estudiado en el tema anterior).
La tabla de enrutamiento almacena en la memoria del router la lista de redes a las que se puede reenviar un paquete desde ese router.
Cuando el router recibe un paquete, examina su dirección IP de destino y busca la coincidencia con una dirección de red en su tabla de enrutamiento para luego reenviar el paquete hacia su destino. La tabla de enrutamiento también incluye la interfaz que se utilizará para dar salida al paquete reenviar.
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 reenviar el paquete, el router lo encapsulará en otro tipo de trama de enlace de datos, como por ejemplo para darle salida a una red WAN mediante el protocolo punto a punto (PPP, Point-to-Point Protocol), por lo que la encapsulación 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 anterior, seguimos un paquete desde el ordenador de origen hasta el ordenador destino.
Podemos ahora observar que el router es responsable de encontrar la red de destino en su tabla de enrutamiento y reenviar 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. Tras encontrar una dirección de red de destino en su tabla de enrutamiento, R1 encapsula el paquete dentro de una trama PPP y reenvía el paquete a R2. El router R2 realizará un proceso similar.
Los routers usan rutas estáticas que se configurarán manualmente y rutas dinámicas para detectar redes remotas y crear sus tablas de enrutamiento sin intervención del factor humano, salvo para poner en marcha el proceso.
Un router es una máquina que admite una determinada programación, por lo que se termina pareciendo a un ordenador. El primer router, utilizado para la Red de la Agencia de Proyectos de Investigación Avanzada (ARPANET) del Departamento de Defensa de los Estados Unidos, fue el IMP (Procesador de Mensajes de Interfaz). El IMP dio origen a la ARPANET el 30 de agosto de 1969 y era un mini ordenador modelo Honeywell 316.
Nota: ARPANET fue la primera red operativa de conmutación de paquetes y la antecesora de Internet.
Como ejemplo utilizaremos el router Cisco modelo 1841:
Al igual que una PC, un router también incluye:
- Unidad Central de Proceso (CPU).
- Memoria de acceso aleatorio (RAM).
- Memoria de sólo lectura (ROM).
- Memoria auxiliar (Flash).
Aunque existen diferentes tipos y modelos de routers, todos tienen los mismos componentes generales de hardware. Según el modelo, esos componentes se encuentran en diferentes lugares dentro del router. La figura anterior 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.
Para un profesional de sistemas de redes 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 ya que variará de un modelo a otro.
Entre los principales componentes hardware del router podemos destacar:
CPU
La CPU ejecuta las instrucciones del sistema operativo, como la inicialización del sistema y las funciones de enrutamiento y conmutación.
RAM
La RAM almacena las instrucciones y los datos necesarios que la CPU debe ejecutar, entre los que destacamos:
- Sistema operativo: el sistema operativo Internetwork (IOS, Internetwork Operating System) de Cisco se copia a la RAM durante el arranque.
- 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 el mejor camino para reenviar el paquete.
- Caché ARP: este caché contiene la dirección IPv4 para el mapeo de direcciones MAC, similar al caché ARP en una PC. El caché ARP se usa en routers que tienen interfaces LAN como las interfaces Ethernet.
- Búfer de paquete: los paquetes se almacenan temporalmente en un búfer cuando se reciben en una interfaz o antes de salir de ésta.
La RAM es una memoria volátil que pierde el contenido cuando se apaga o reinicia el router. Sin embargo, el router también contiene áreas de almacenamiento permanentes, 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 bootstrap o de arranque inicial.
- Software básico de diagnóstico.
- Versión más básica del IOS (Internetworking Operating System)
Esta memoria no pierde sus contenidos cuando se apaga o reinicia el router.
Memoria Flash
La memoria Flash es una memoria no volátil de la computadora que se puede almacenar y borrar de manera eléctrica. La memoria flash se usa como almacenamiento permanente para el sistema operativo, Cisco IOS. 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 consiste en 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 Cisco IOS 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. Retiene sus contenidos incluso cuando el router se recarga o se apaga.
Los routers tienen conectores físicos que se usan para administrar el router. Estos conectores se conocen como puertos de administración. A diferencia de las interfaces seriales y Ethernet, los puertos de administración no se usan para el reenvío de paquetes. El puerto de administración más común es el puerto de consola. El puerto de consola se usa para conectar una terminal, o con más frecuencia una PC que ejecuta un software emulador de terminal, para configurar el router sin necesidad de acceso a la red para ese router. El puerto de consola se debe usar durante la configuración inicial del router.
Otro puerto de administración es el puerto auxiliar. No todos los routers cuentan con un puerto auxiliar.
La figura muestra los puertos AUX (auxiliares) y de consola en el router.
El término interfaz en los routers Cisco se refiere a un conector físico que se encuentra en el router cuyo principal propósito es recibir y reenviar paquetes. Los routers tienen muchas interfaces que se usan para conectarse a múltiples redes. Normalmente, las interfaces se conectan a distintos tipos de redes, lo cual significa que se necesitan distintos tipos de medios y conectores. Con frecuencia, un router necesitará tener distintos tipos de interfaces. Por ejemplo, un router generalmente tiene interfaces FastEthernet para conexiones a diferentes LAN y distintos tipos de interfaces WAN para conectar una variedad de enlaces seriales, entre ellos T1, DSL e ISDN. La figura muestra las interfaces seriales y FastEhernet en el router.
Al igual que las interfaces en una PC, los puertos y las interfaces en un router se encuentran ubicados fuera del router. Su ubicación externa permite la cómoda conexión a los cables y conectores correspondientes de la red.
Nota: Se puede usar una interfaz única en un router para conectarse a varias redes lo que se conoce como utilización de subinterfaces del router, sin embargo, esto escapa al contenido de este curso.
Al igual que la mayoría de los dispositivos de red, los routers Cisco usan indicadores LED para proveer información de estado. Un LED de interfaz indica la actividad de la interfaz correspondiente.
Como se muestra en la figura, cada interfaz en un router es miembro o host en una red IP diferente. Cada interfaz se debe configurar con una dirección IP y una máscara de subred de una red diferente. El Cisco IOS no permitirá que dos interfaces activas en el mismo router pertenezcan a la misma red.
Las interfaces del router pueden dividirse en dos grupos principales:
- Interfaces LAN, como Ethernet y FastEthernet.
- Interfaces WAN, como las seriales, ISDN, y Frame Relay.
Interfaces LAN
Como su nombre lo indica, las interfaces LAN se usan para conectar el router a la LAN, del mismo modo que se utiliza la NIC Ethernet de una PC para conectar la PC a la LAN Ethernet. Del mismo modo que la NIC Ethernet de la PC, la interfaz Ethernet del router también tiene una dirección MAC de Capa 2 y participa en la LAN Ethernet al igual que cualquier otro host en esa LAN. Por ejemplo, la interfaz Ethernet del router participa en el proceso ARP para esa LAN. El router mantiene un caché ARP para esa interfaz, envía solicitudes de ARP cuando es necesario y produce respuestas ARP cuando se requieren.
La interfaz Ethernet del router normalmente usa un jack RJ-45 que admite un cableado de par trenzado no blindado (UTP). Cuando un router se conecta a un switch, se usa un cable de conexión directa. Cuando se conectan dos routers directamente a través de las interfaces Ethernet, o cuando una NIC de PC se conecta directamente a una interfaz Ethernet del router, se usa un cable cruzado.
Interfaces WAN
Las interfaces WAN se usan para conectar los routers a redes externas, generalmente entre una mayor distancia geográfica. La encapsulación de Capa 2 puede ser de diferentes tipos, como PPP, Frame Relay y HDLC (Control de enlace de datos de alto nivel). Al igual que las interfaces LAN, cada interfaz WAN tiene su propia dirección IP y máscara de subred, que la identifica como miembro de una red específica.
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_1_5_3.pka) para practicar la selección del cable correcto para conectar dispositivos.
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_1_5_4.pka) para investigar usando las pestañas Física; Config; y CLI para un router.
El software del sistema operativo que se usa en los routers Cisco se conoce como sistema operativo Internetwork (IOS) de Cisco. Como cualquier sistema operativo de una computadora, administra los recursos de hardware y software del router, incluso la asignación de memoria, los procesos, la seguridad y los sistemas de archivos. El Cisco IOS es un sistema operativo multitarea integrando con las funciones de enrutamiento, autodiagnóstico (POST), seguridad, configuración, arranque, etc…
Como ocurre con otros sistemas operativos, el Cisco IOS tiene su propia interfaz de usuario. Aunque algunos routers proveen una interfaz gráfica de usuario (GUI), la interfaz de línea de comandos (CLI) es un método mucho más común para configurar los routers Cisco.
En el arranque, el archivo startup-config de la NVRAM se copia a la RAM y se almacena como el archivo running-config. El IOS ejecuta los comandos de configuración en el running-config. Todo cambio ingresado por el administrador de red se almacena en el running-config y es ejecutado inmediatamente por el IOS.
Podemos hacer copias de seguridad del fichero startup-config y almacenarlas en cualquier tipo de memoria auxiliar, disco duro, pen drive, etc.
Nota: Para que los cambios de configuración permanezcan en futuros arranques del router se deberá guardar en el startup-config.
El proceso de arranque del router está formado por cuatro etapas:
1. Ejecución del POST (Autodiagnóstico al encender).
2. Carga del programa bootstrap (Instrucciones de arranque).
3. Ubicación y carga del software Cisco IOS.
4. Ubicación y carga del archivo de configuración de inicio o ingreso al modo setup .
1. Ejecución del POST (Autodiagnóstico al encender).
La prueba de Autodiagnóstico al encender (POST) es un proceso común que ocurre en casi todas las computadoras durante el arranque. El proceso de POST se utiliza para probar el hardware del router. Cuando se enciende el router, el software en el chip de la ROM ejecuta el POST. Durante esta autocomprobación, el router ejecuta diagnósticos desde la ROM a varios componentes de hardware, entre ellos la CPU, la RAM y la NVRAM. Una vez finalizado el POST, el router ejecuta el programa bootstrap.
Nota: Durante este proceso no aparece ninguna información en pantalla, suponiendo que exista alguna conectada al router.
2. Carga del programa bootstrap (Instrucciones de arranque).
Después del POST, el programa bootstrap se copia de la ROM a la RAM. Una vez en la RAM, la CPU ejecuta las instrucciones del programa bootstrap. La tarea principal del programa bootstrap es ubicar al Cisco IOS y cargarlo en la RAM.
Nota: en este momento, si existe una conexión de consola al router, comenzarán a aparecer los resultados en la pantalla.
3. Ubicación y carga del Cisco IOS.
Ubicación del software Cisco IOS. El IOS normalmente se almacena en la memoria flash y en caso de encontrarlo lo ejecutará y cargará. Si no se puede localizar una imagen completa del IOS, se copia una versión más básica desde la ROM a la RAM y se ejecutará. Esta versión del IOS se usa para ayudar a diagnosticar cualquier problema y para cargar posteriormente una versión completa del IOS en la RAM.
Nota: una vez que el IOS empieza a cargarse, puede verse una secuencia de signos numerales (#), como se muestra en la figura, mientras la imagen se descomprime.
4. Ubicación y carga del archivo de configuración.
Ubicación del archivo de configuración de inicio. Después de cargar el IOS, el programa bootstrap busca en la NVRAM el archivo de configuración de inicio, conocido como startup-config. El archivo contiene los parámetros y comandos de configuración previamente guardados, entre ellos:
- Direcciones de interfaz.
- Información de enrutamiento.
- Contraseñas.
- Cualquier otra configuración guardada por el administrador de red.
Si se encuentra el startup-config en la NVRAM, el IOS lo carga en la RAM como el running-config y ejecuta los comandos del archivo de uno en uno. El archivo running-config contiene direcciones de interfaz, inicia los procesos de enrutamiento, configura las contraseñas del router y define otras características del router.
Si no se encuentra el startup-config, el router indica al usuario si desea entrar en el modo Setup, consistente en una serie de preguntas que solicitan al usuario información de configuración básica.
Cuando no se localiza el startup-config y se decide no utilizar el modo Setup, el IOS crea un running-config predeterminado, estableciendo este una configuración básica que incluye las interfaces del router, las interfaces de administración y alguna otra información básica. El running-config predeterminado no contiene ninguna dirección de interfaz, información de enrutamiento, contraseñas ni otra información de configuración específica.
Nota: El modo Setup no tiene como fin utilizarse para ingresar a configuraciones complejas del router y los administradores de red normalmente no lo usan.
Una vez que se muestra la petición de entrada, el router ya está ejecutando el IOS con el archivo de configuración actual en ejecución. El administrador de red ahora puede comenzar a usar los comandos del IOS en este router desde el CLI (Command Line Interface).
El comando show versión se puede usar para ayudar a verificar y resolver problemas con algunos de los componentes básicos de hardware y software del router. El comando show versión muestra información sobre la versión del software Cisco IOS que actualmente se está ejecutando en el router, la versión del programa bootstrap e información sobre la configuración de hardware, incluso la cantidad de memoria del sistema.
Comando show version:
Use esta actividad del Packet Tracer (actividad_1_1_4.pka) para comprobar el modo Setup y analizar el comando show running-configuration.
El objetivo principal de un router es conectar múltiples redes y reenviar paquetes destinados ya sea a sus propias redes o a otras redes. Se considera al router como un dispositivo de Capa 3 porque su decisión principal de reenvío se basa en la información del paquete IP de Capa 3, específicamente la dirección IP de destino. Este proceso se conoce como enrutamiento.
Cuando un router recibe un paquete de datos lo desencapsula y examina su dirección IP de destino. Si la dirección IP de destino no pertenece a ninguna de las redes del router conectadas directamente, el router debe reenviar este paquete a otro router. En la figura, R1 analiza la dirección IP de destino del paquete. Después de buscar en la tabla de enrutamiento, R1 encapsula el paquete nuevamente y lo reenvía a R2. Al recibir R2 recibe el paquete procede de forma análoga.
Cuando un router recibe un paquete y tras la búsqueda en su tabla de enrutamiento decide reenviarlo, el paquete se encapsula en la trama de enlace de datos de Capa 2 para esa interfaz de salida, pero el tipo de encapsulación de enlace de datos depende del tipo de interfaz; por ejemplo, Ethernet si se envía a una LAN o HDLC para su envío por la WAN.
Cuando se diseña una nueva red o se hacen asignaciones en una red existente, es necesario documentar la red. Como mínimo, la documentación debe incluir un diagrama de topología que indique la conectividad física y una tabla de direccionamiento que mencione la siguiente información:
- Nombres de los dispositivos
- Interfaces usadas en el diseño
- Direcciones IP y máscaras de subred
- Direcciones de gateway predeterminado para dispositivos finales, como las PC
Carga de la tabla de direcciones
La figura muestra una topología de la red con los dispositivos interconectados y configurados con direcciones IP. Bajo la topología se observa una tabla que se usa para documentar la red. La tabla está parcialmente completa con los datos que documentan la red (dispositivos, direcciones IP, máscaras de subred e interfaces). Terminar de completar la tabla y los espacios en blanco del diagrama arrastrando hacia la ubicación correcta el pool de direcciones IP que aparece debajo de la tabla.
Solución:
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_2_1.pka) para conectar los dispositivos. Configure los nombres de los dispositivos para que coincidan con la figura y use la función Colocar nota para agregar etiquetas de direcciones.
Cuando se configura un router, se realizan ciertas tareas, tales como:
- Denominar el router.
- Configurar contraseñas.
- Configurar interfaces.
- Configurar un mensaje.
- Indicar rutas estáticas y/o dinámicas.
- Guardar los cambios realizados en un router.
- Verificar la configuración básica y las operaciones del router.
Ya debería estar familiarizado con algunos de estos comandos de configuración; no obstante, haremos una breve revisión. Comenzamos el repaso suponiendo que el router no contiene un fichero startup-config actual.
La primera petición de entrada aparece en el modo usuario (Símbolo ‘>’). El modo usuario deja ver el estado del router, pero no permite modificar su configuración. Según su utilización en el modo usuario, no se debe confundir el término "usuario" con los usuarios de la red. El modo usuario está destinado a técnicos, operadores e ingenieros de red que tienen la responsabilidad de configurar los dispositivos de red.
Comando enable
El comando enable se usa para ingresar al Modo EXEC privilegiado. Este modo permite al usuario realizar cambios de configuración en el router. En este modo, la petición de entrada del router cambiará de ">" a un "#".
Router>enable
Router#
Nombres de host
En primer lugar, entre al modo de configuración global.
Router#config t
Luego, asigne un nombre de host único al router.
Router(config)#hostname R1
R1(config)#
Contraseñas
Ahora, configure una contraseña que se usará para ingresar en el modo EXEC privilegiado. En entornos de producción, los routers deben tener contraseñas seguras.
Router(config)#enable secret palabra_clave
También se debe configurar la línea de consola con una contraseña. El comando login permite la verificación de la contraseña en la línea. Si no se ingresa el comando login en la línea de consola, el usuario obtendrá acceso a la línea sin ingresar una contraseña.
R1(config)#line console 0
R1(config-line)#password palabra_clave
R1(config-line)#login
R1(config-line)#exit
Configurar un mensaje
Desde el modo de configuración global, configure el aviso de mensaje del día. Al comienzo y al final del mensaje se usa un carácter delimitador, como por ejemplo "#". El delimitador permite configurar un mensaje de varias líneas, como se muestra aquí.
R1(config)#banner motd #
Enter TEXT message. End with the character '#'.
******************************************
ADVERTENCIA Prohibido el acceso no autorizado
******************************************
#
Configuración de las interfaces del router
A continuación, configure las interfaces individuales del router con direcciones IP y otra información. En primer lugar y desde el modo de configuración global, ingrese en el modo de configuración de interfaz especificando el número y el tipo de interfaz.
Interfaz Serial:
R1(config)#interface se0/0/0
Interfaz FastEthernet:
R1(config)#interface fa0/0
Luego, configure la dirección IP y la máscara de subred:
R1(config-if)#ip address 192.168.2.1 255.255.255.0
Para quitar la asignación de una dirección IP y máscara de una interfaz ejecutaremos el comando no ip address en la interfaz deseada:
R1(config)#interface fa0/1
R1(config-if)#ip address 192.168.15.1 255.255.255.0
R1(config-if)#no ip address
Es conveniente configurar una descripción en cada interfaz para ayudar a documentar la información de red. El texto de la descripción tiene un límite de 240 caracteres. En las redes de producción, una descripción puede servir para la resolución de problemas suministrando información sobre el tipo de red a la que está conectada la interfaz y si hay otros routers en esa red. Si la interfaz se conecta a un ISP o proveedor de servicios, resulta útil ingresar la conexión y la información de contacto del tercero. Ingrese una descripción simple que le ayudará a resolver problemas; por ejemplo:
R1(config-if)#description Enlace WAN con R2
Para eliminar una descripción de la interfaz ejecutaremos el comando no description en la interfaz deseada:
R1(config)#interface fa0/1
R1(config-if)#no description
Las interfaces del router deben estar encendidas y activas para poder funcionar.
Todas las interfaces del router vienen apagadas por defecto, por lo que se deben encender mediante el comando no shutdown, ya que en caso contrario no funcionará. Además, para que termine de funcionar correctamente, la interfaz debe estar encendida y conectada a otro dispositivo (hub, switch, otro router, etc.) el cual, al ponerse el contacto con la interfaz del router activará su capa física.
Router(config-if)#no shutdown
Para volver a apagar una interfaz podemos ejecutar el comando shutdown sobre la interfaz deseada.
Importante: La capa física WAN describe la interfaz entre el Equipo Terminal de Datos (DTE) y el Equipo de Circuitos de Datos (DCE). Normalmente el DCE es el proveedor del servicio (ONO, Telefónica, etc…), mientras que el DTE es el dispositivo conectado (El router del cliente).
Las interfaces Serial del router necesitan una señal de sincronización para controlar los tiempos de la comunicación. En la mayoría de los entornos, el proveedor de servicio (dispositivo DCE) proporcionará dicha sincronización.
MUY IMPORTANTE (Sólo en el simulador Packet Tracer): Los routers Cisco son dispositivos DTE de forma predeterminada y en el entorno del simulador no se dispone de un proveedor de servicios WAN, por lo que tendremos que configurar un router Cisco como elemento DCE para controlar la sincronización, ya que en caso contrario no se podrá establecer comunicación entre routers.
Para conectar dos routers en el simulador debemos utilizar un cable serial DCE, donde el primer elemento al que se conecta lo define como DCE (R1 en nuestro ejemplo) y el último como DTE (R2 en nuestro ejemplo), ya que el cable serial DCE del simulador está configurado para que el primer router sobre el que hace clic está conectado al extremo DCE del cable y el segundo lo conecta al DTE.
El router que tiene el extremo DCE del cable conectado a su interfaz serial necesitará la configuración adicional del comando clock rate en dicha interfaz serial.
R1(config-if)#clock rate 64000
Las frecuencias de reloj disponibles, en bits por segundo, son 1200, 2400, 9600, 19200, 38400, 56000, 64000, 72000, 125000, 148000, 500000, 800000, 1000000, 1300000, 2000000 y 4000000, pero no todas están disponibles en algunas interfaces Seriales ni soportadas por el simulador, por lo que normalmente utilizaremos 56000 ó 64000 bps.
Para terminar de configurar la topología inicial se deben repetir los comandos de configuración de interfaz en todas las otras interfaces que requieran configuración, es decir, en nuestro ejemplo:
R1(config)#interface FastEthernet0/0
R1(config-if)#ip address 192.168.1.1 255.255.255.0
R1(config-if)#description Enlace LAN R1
R1(config-if)#no shutdown
En este punto, observe que cada interfaz debe pertenecer a una red diferente. Aunque el IOS permite configurar una dirección IP desde la misma red en dos interfaces diferentes, el router no activará la segunda interfaz.
Una vez configuradas algunas cuestiones del router, procederemos ahora a verificar dichas configuraciones mediante comandos:
Verificar interfaces:
R1# show interfaces
Este comando muestra todos los parámetros y estadísticas de configuración de la interfaz.
R1#show interface fa0/0
R1#show interface se0/0/0
Muestra información de la interfaz especificada.
R1#show ip interface
Muestra información relative al protocolo IP de todas las interfaces del router.
R1#show ip interface brief
Este comando muestra información abreviada de configuración de la interfaz, como por ejemplo la dirección IP y el estado de la interfaz. Este comando es una herramienta útil para la resolución de problemas y un método rápido para determinar el estado de todas las interfaces del router.
R1#show running-config
Este comando muestra la configuración actual en ejecución.
La función principal de un router es reenviar un paquete hacia su red de destino, que es la dirección IP de destino del paquete. Para hacerlo, el router necesita buscar la información de enrutamiento almacenada en su tabla de enrutamiento.
Una tabla de enrutamiento es un fichero de datos que se encuentra en la RAM y se usa para almacenar la información de la ruta sobre redes remotas y conectadas directamente. La tabla de enrutamiento contiene asociaciones entre la red y el siguiente salto.
La asociación entre la red y la interfaz de salida también puede representar la dirección de red de destino del paquete IP. Esta asociación ocurre en las redes del router conectadas directamente.
Una red conectada directamente es una red que está directamente vinculada a una de las interfaces del router. Cuando se configura una interfaz de router con una dirección IP y una máscara de subred, la interfaz pasa a ser un host en esa red conectada. En este caso la dirección de red y la máscara de subred de la interfaz, junto con el número y el tipo de interfaz, se ingresan en la tabla de enrutamiento como una red conectada directamente.
Una red remota es aquella que no está conectada directamente al router. En otras palabras, una red remota es una red a la que sólo se puede llegar mediante el envío del paquete a otro router.
Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento mediante el uso de un protocolo de enrutamiento dinámico o la configuración de rutas estáticas.
Las rutas dinámicas son rutas hacia redes remotas que fueron aprendidas automáticamente por el router utilizando un protocolo de enrutamiento dinámico, mientras que las rutas estáticas son rutas hacia redes configuradas manualmente por un administrador de red.
Generalmente, la mayoría de las tablas de enrutamiento contienen una combinación de rutas estáticas y rutas dinámicas, además de las conectadas directamente.
Podemos consultar la información de la tabla de enrutamiento del router mediante el comando show ip route:
R1# show ip route
Este comando muestra la tabla de enrutamiento que está usando el IOS actualmente para elegir el mejor camino hacia sus redes de destino. En este punto, R1 sólo tiene rutas para sus redes conectadas directamente mediante sus propias interfaces.
Para cada red enumerada en la tabla de enrutamiento, se incluye la siguiente información:
- C/S/R/…: La información en esta columna denota el origen de la información de la ruta, la red conectada directamente (C.- Connected), la ruta estática (S.- static) o del protocolo de enrutamiento dinámico (R.- Protocolo dinámico RIP).
- 192.168.1.0/24: Es la dirección de red y la máscara de subred de la red remota o conectada directamente. En este ejemplo, las dos entradas en la tabla de enrutamiento, 192.168.1./24 y 192.168.2.0/24, son redes conectadas directamente.
- FastEthernet 0/0: La información al final de la entrada de la ruta representa la interfaz de salida o la dirección IP del router del siguiente salto. En este ejemplo, tanto la FastEthernet 0/0 como la serial 0/0/0 son las interfaces de salida que se usan para alcanzar estas redes.
Podemos consultar la tabla de enrutamiento mediante el comando show ip route. Hasta ahora, no se han configurado rutas estáticas ni se ha habilitado ningún protocolo de enrutamiento dinámico. Por lo tanto, sólo muestra las redes conectadas directamente del router.
Los routers disponen de múltiples interfaces; por lo tanto, cada interfaz debe ser miembro de una red diferente. En la figura anterior, R1 es miembro de dos redes diferentes: 192.168.1.0/24 y 192.168.2.0/24. El router R2 también es miembro de dos redes: 192.168.2.0/24 y 192.168.3.0/24.
Después de que se configura la interfaz del router (asignación de IP, máscara y descripción) y se activa la interfaz con el comando no shutdown, la interfaz debe recibir una señal portadora desde otro dispositivo (router, switch, hub o pc) antes de que el estado de la interfaz se considere "activo".
Una vez que la interfaz está "activa", la red de esa interfaz se incorpora a la tabla de enrutamiento como red conectada directamente y al visualizarla aparecerá precedida del carácter C (Connected).
Antes de configurar cualquier enrutamiento estático o dinámico en un router, éste solamente distingue a sus propias redes conectadas directamente. Éstas son las únicas redes que se muestran en la tabla de enrutamiento hasta que se configure el enrutamiento estático o dinámico.
Las redes conectadas directamente son de fundamental importancia para las decisiones de enrutamiento, ya que son dichas redes las que terminará transmitiendo un router a sus vecinos.
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_3_2.pka) para aprender cómo el IOS instala y elimina las rutas conectadas directamente.
Una ruta estática incluye la dirección de red y la máscara de subred de la red remota, junto con la dirección IP del router del siguiente salto o la interfaz de salida. Las rutas estáticas se indican con el código S (Static) en la tabla de enrutamiento.
Las rutas estáticas se deben usar en los siguientes casos:
- Una red está compuesta por unos pocos routers. En tal caso, el uso de un protocolo de enrutamiento dinámico no representa ningún beneficio sustancial y, por el contrario, agrega más sobrecarga administrativa en el tráfico de la red.
- Una red se conecta a Internet solamente a través de un único ISP. No es necesario usar un protocolo de enrutamiento dinámico a través de este enlace porque el ISP representa el único punto de salida hacia Internet.
- Una red está conectada mediante un único camino hasta un destino determinado.
Para configurar rutas estáticas utilizaremos el comando ip route seguido del ID de red a alcanzar, la máscara de dicha red y podemos utilizar la IP del siguiente salto:
R1(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 192.168.2.2.
O también la interfaz de salida:
R1(config)#ip route 192.168.3.0 255.255.255.0 se0/0/0/0
Las rutas estáticas añadidas manualmente se almacenan en el fichero running-config (configuración en ejecución) por lo que si queremos mantenerlas después de apagarlo se deberán copiar al fichero startup-config (configuración de arranque).
Para eliminar una ruta estática de la tabla de encaminamiento ejecutaremos el comando no ip route id-red mascara donde id-red y máscara se corresponderán con la red a eliminar (Nota: no es necesario especificar la IP del siguiente salto o la interfaz de salida):
R1(config)#no ip route 192.168.3.0 255.255.255.0
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_3_3.pka) para aprender cómo el IOS instala y elimina las rutas estáticas.
Las redes remotas se agregan a la tabla de enrutamiento utilizando un protocolo de enrutamiento dinámico. En la figura, R1 ha aprendido automáticamente sobre la red 192.168.4.0/24 desde R2 a través del protocolo de enrutamiento dinámico, RIP (Routing Information Protocol). El RIP fue uno de los primeros protocolos de enrutamiento.
Nota: la tabla de enrutamiento de R1 en la figura muestra que R1 ha aprendido sobre dos redes remotas: una ruta que usó el RIP dinámicamente y una ruta estática que se configuró en forma manual. Éste es un ejemplo de cómo las tablas de enrutamiento pueden contener rutas aprendidas dinámicamente y configuradas estáticamente; no necesariamente implica la mejor configuración para esta red.
Los routers usan protocolos de enrutamiento dinámico para compartir información sobre el estado y la posibilidad de conexión de redes remotas. Los protocolos de enrutamiento dinámico realizan tanto el descubrimiento de la red como su actualización y mantenimiento de las tablas de enrutamiento.
El descubrimiento de redes es la capacidad de un protocolo de enrutamiento de compartir información sobre las redes que conoce con otros routers que también están usando el mismo protocolo de enrutamiento.
Un protocolo de enrutamiento dinámico permite a los routers obtener información automáticamente sobre las redes remotas a partir de otros routers. Estas redes, y el mejor camino hacia cada red, se agregan a la tabla de enrutamiento del router y se indican como una red detectada por un protocolo de enrutamiento dinámico específico, por lo que en la tabla de enrutamiento se indicará el protocolo utilizado para dicho descubrimiento (R.- RIP).
Después del descubrimiento inicial de la red, los protocolos de enrutamiento dinámico actualizan y mantienen las redes en sus tablas de enrutamiento. Los protocolos de enrutamiento dinámico no sólo deciden acerca del mejor camino hacia diferentes redes, también determinan el mejor camino nuevo si la ruta inicial se vuelve inutilizable (o si cambia la topología). Por estos motivos, los protocolos de enrutamiento dinámico representan una ventaja sobre las rutas estáticas. Los routers que usan protocolos de enrutamiento dinámico comparten automáticamente la información de enrutamiento con otros routers vecinos y compensan cualquier cambio de topología sin que sea necesaria la participación del administrador de la red.
Existen varios protocolos de enrutamiento dinámico para IP:
- Protocolo de información de enrutamiento (RIP, Routing Information Protocol).- Es de los más utilizados en Internet por su estandarización y simplicidad. Utiliza únicamente el número de saltos como métrica para establecer la ruta.
- Protocolo de enrutamiento de gateway interior (IGRP, Interior Gateway Routing Protocol o Protocolo de enrutamiento de puerta de enlace interior) es un protocolo patentado y desarrollado por CISCO que utiliza, además del número de saltos, otros datos como el retardo, el ancho de banda, etc. Como ventaja podemos destacar que utiliza una métrica compuesta para determinar la mejor ruta basándose en el ancho de banda, el retardo, la confiabilidad y la carga del enlace. Todo esto permite configurar adecuadamente el router para utilizar las trayectorias más óptimas. El inconveniente es que al ser un protocolo patentado por Cisco no lo incorporan otros fabricantes de hardware, por lo que sólo se puede utilizar entre routers CISCO.
- Protocolo de enrutamiento de gateway interior mejorado (EIGRP, Enhanced Interior Gateway Routing Protocol).- Versión mejorada del protocolo anterior y propiedad de Cisco. Híbrido entre vector-distancia y estado-enlace que utilizan las ventajas de ambos tipos de algoritmos y minimizan sus desventajas.
Para configurar rutas dinámicas lo primero que debemos hacer es indicar el protocolo a utilizar, mediante el comando formado por la palabra router seguido del tipo de protocolo a utilizar, en nuestro caso RIP. Tras su ejecución el punto de comando nos informará que estamos en configurando encaminamiento dinámico mediante su nueva forma de escritura: Router(config-router)#
R1(config)#router rip
Posteriormente se deberán indicar las rutas que el router anunciará a sus routers vecinos, que no tienen porqué ser todas, ya que el administrador puede configurarlo para anunciar sólo algunas de ellas.
Nota 1: Aquellas rutas no anunciadas serán inaccesibles desde otros routers.
Nota 2: Cuando una ruta es compartida por dos routers, será conocida por ambos con tal de que sea anunciada por uno sole de ellos.
Para ello utilizaremos el comando formado por la palabra network seguido del identificador de red a anunciar por el router, en nuestro caso:
R1(config-router)#network 192.168.1.0
R1(config-router)#network 192.168.2.0
Para que el enrutamiento dinámico funcione se deberá compartir el protocolo de enrutamiento por todos los routers que utilicen la red, por lo que, en nuestro caso, se deberá configuara el router R2 como sigue:
R2(config)#router rip
R2(config-router)#network 192.168.2.0
R2(config-router)#network 192.168.3.0
Una vez que todos los routers comparten el mismo protocolo de enrutamiento dinámico empezarán a enviar sus rutas a los routers vecinos y se terminará llegando a al estado de convergencia.
Para dejar de utilizar el protocolo RIP especificaremos:
R2(config)#no router rip
Para dejar de anunciar una ruta en concreto especificaremos:
R2(config)#router rip
R2(config-router)#no network 192.168.3.0
La utilización de los protocolos dinámicos y las rutas anunciadas por cada router se almacenan en el fichero running-config (configuración en ejecución) por lo que si queremos mantenerlas después de apagarlo se deberán copiar al fichero startup-config (configuración de arranque).
Use la actividad del Packet Tracer (actividad_1_3_4.pka) para aprender cómo el IOS instala y elimina las rutas dinámicas.
El comando para ver la configuración actual en ejecución, como vimos anteriormente, es show running-config:
R1#show running-config
Este comando muestra la configuración actual en ejecución almacenada en la RAM. Salvo unas pocas excepciones, todos los comandos de configuración que se usaron se ingresarán en el running-config y el IOS los implementará de inmediato.
Se debe tener en cuenta que todos los comandos de configuración tratados en este tema se almacenaron en el fichero de configuración en ejecución (running-config) de R1 y este fichero está almacenado en la RAM para ser utilizado por el IOS (Internetworking Operating System).
Una vez comprobado el correcto funcionamiento y configuración del router, deberíamos guardar el running-config en el startup-config como fichero de configuración permanente en la memoria no volátil, la NVRAM del router. De ese modo, en caso de un corte de energía eléctrica o una recarga accidental, el router podrá iniciarse con la configuración actual. Para ello y desde el modo privilegiado utilizaremos el comando:
R1#copy running-config startup-config
Este comando muestra el fichero de configuración de inicio almacenado en la NVRAM. Ésta es la configuración que usará el router en el siguiente reinicio y no cambiará a menos que realicemos camnios en la configuración en ejecución y los guardemos en la NVRAM con el comando copy running-config startup-config.
Cuando la configuración de inicio y la configuración en ejecución son idénticas quiere decir que la configuración en ejecución no ha cambiado desde la última vez que se guardó.
Además, al igual que con el running-config, podemos visualizar el contenido del fichero startup-config mediante el comando:
R1#show startup-config
Desde dicho modo privilegiado, podemos eliminar el fichero de configuración de arranque si lo deseamos, pero deberíamos volver a realizar otra copia de la configuración en ejecución o la perderíamos para el siguiente arranque. El comando para borrarlo es:
R1#erase startup-config
Utilice la actividad del Packet Tracer (actividad_1_2_2.pka) para practicar la configuración básica de router y los comandos de verificación.
En un tema anterior vimos como se puede establecer un encaminamiento de defecto para cualquier dirección IP que no tengamos su identificador de red almacenada en la tabla de enrutamiento.
La configuración de dicha ruta de defecto se hace manualmente y bastará con añadir el comando ip route con los valores de IP 0.0.0.0 y máscara 0.0.0.0, además de indicar la interface de salida deseada.
Supongamos el siguiente caso: En una empresa se dispone de un red LAN formada por varias LAN´s enrutadas entre sí, donde sólo los equipos de la red 192.168.0.0 podrán salir a Internet y el resto de redes sólo tendrán acceso a la red privada interna (Intranet).
Suponemos que en la parte privada y según el esquema, tenemos:
Configurados los pc´s, y routers con sus IP´s y máscaras adecuadas en todas sus interfaces.
Activas las interfaces de los routers.
Configuradas las tablas de enrutamiento.
Las tablas de enrutamiento se han configurado manualmente con las siguientes rutas:
En este momento de la configuración ningún equipo da la LAN puede salir a Internet, ya que al intentar enviar una trama a cualquier dirección IP pública ninguno de sus routers sabrá por que interfaz enviarla y se desechará.
Como deseamos que los equipos conectados a la red 192.168.0.0 sean los únicos que salgan a Internet, debemos configurar en el router al que se conecta dicha red la ruta de defecto con la interfaz de salida de Internet, es decir:
R1(config)#ip route 0.0.0.0 0.0.0.0 se0/0/0
Si ahora comprobamos la tabla de enrutamiento de R1, podemos comprobar que se añadió una ruta de defecto que se utilizará para todas las tramas que no se conozca otra ruta por la que enviarlas, por lo que podemos navegar por Internet.
Si se intenta acceder desde el R1 a una IP desconocida se enviará por la interfaz Se0/0/0 y:
- Si la IP es privada el siguiente router (ISP) la desechará.
- Si la IP es pública el siguiente router (ISP) se encargará de encaminarla de forma adecuadad.
De entre los comandos trabajados en el tema crearemos una tabla con los que hemos trabajado con ellos por primera vez, no incluyendo los ya trabajados en temas anteriores.
Router(config-if)#ip address dir-ip máscara | Establece la dirección y máscara de red de la interfaz en cuestión sobre la que se ejecuta. |
Router(config-if)#description mensaje | Establece como descripción de la interfaz en la que se ejecuta el mensaje especificado. |
Router(config-if)#clock rate 64000 | Establece la frecuencia de reloj para sincronización en el envío y recepción de tramas al valor indicado. Únicamente es necesario especificarlos en la interfaz utilizada como DCE. |
Router#show ip interface | Muestra información IP de todas las interfaces del router. |
Router#show ip interface brief | Muestra información IP de todas las interfaces del router de forma abreviada. |
Router# show ip route | Muestra la tabla de encaminamiento del router. |
Router(config)#ip route id-red máscara interfaz-salida/IP-sig-salto | Agrega una ruta estática al router. Se debe especificar el identificador y máscara de la red que se desea alcanzar y la interfaz de salida del ruter en el que se ejecuta o la dirección IP del siguiente router al que saltar. |
Router(config)#router rip | Establece el protocolo RIP de encaminamiento dinámico a utilizar por el router. |
Router(config-router)#network id-red | Anuncia por RIP la red indicada en el comando. |
Router#copy running-config startup-config | Copia el contenido del fichero de configuración en ejecución al fichero de configuración de inicio que se almacena en NVRAM. Lo utilizará en siguiente arranque. |
Router#show startup-config | Muestra el contenido del fichero de configuración utilizado en el arranque. |
Router#erase startup-config | Borra el fichero de configuración de inicio de la memoria NVRAM. |
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