Routers, switches y HUBs

Protocolos de Red

Las redes de ordenadores son algo que me apasionaron antes incluso de empezar la universidad gracias al libro Tanenbaum, de redes de ordeandores.

Redes de Ordenadores
Redes de Ordenadores

Ahora por trabajo estoy volviendo a ellas y metiéndome de lleno en este fascinante mundo y quiero compartir un poco las nociones básicas.

Introducción a OSI

Existe algo llamado el sistema OSI es un estándar de varios niveles para comunicar computadoras, el primer nível es el físico, el voltaje de un cable y el tipo de cable, la frecuencia como en la WiFi, en esto de momento no entraremos.

Protocolo de enlace de datos o nivel 2

El segundo nivel es el de enlace de datos, este nivel se encarga de dar una dirección la llamada MAC, pero realmente lo importante de este nivel es que los datos no se pierdan a nivel de bits. Existen sistemas como sumar los bits y ver si dan un número par o impar, y añadir un 0 o un 1 al final, bit de paridad (por supuesto hay más pero no quiero extenderme).

Protocolo de Red o nivel 3

Este es más famoso, el nivel tres o de Red en Internet es el famoso IP, trata de llegar de un punto a otro independientemente de la tecnología. Imagina que te conectas a Google por una WiFi desde tu casa, sigamos un ejemplo ficticio.

  1. Telefóno a WiFi
  2. WiFi al router de la compañía
  3. Router de la compañía por PPP a acceso
  4. Acceso a distintos routers internos y privados que no se pueden ni siquiera ver dentro de la compañia, que aprenden como llegar de un punto a otro con diversos protocolos (IS-IS, BGP…)
  5. Sale de la compañía y se conecta con otra compañía en Estados Unidos a la que pertenece Google.
  6. Sucede un enrutado similar al del punto 4 pero en la compañía norteamericana.
  7. Sale de la compañía por un router al CPD de Google.
  8. El CPD de Google balancea hacía que servidor mostrar la página.

Pues este camino es lo que hace el protocolo IP, que de un punto a otro llegue cada paquete, un paquete es un corte de la petición real, es decir, no llega la página web entera de Google en un camión, llegan paquetitos en furgonetas, y veces unas llegan primero y otras después y ahí es el nivel cuatro que hoy tampoco entra.

A lo fácil, ¿Qué es un Hub?

Vale, pues ahora vamos a lo más sencillo el HUB (de ethernet no USB), esto no es más que un ladrón, como el de electricidad pero para una red Ethernet. Básicamente tanto en Ethernet (cable normal de ordenador al router) como en WiFi un ordenador dice, “HOLA QUIERO DECIR ALGO AL MUNDO” y si el cable esta libre, manda esos bits, si esta ocupado se produce una colisión y ni este mensaje ni el de la otra máquina llegan al destino, aquí es donde el nivel 2 hace su trabajo y lo vuelve a intentar. Realmente hay ciertas normas de cuando mandar los mensajes pero al final más o menos es así, esas normas es para evitar las colisiones.

HUB Ethernet
HUB Ethernet

Pues si tenemos un HUB con 1000 ordenadores estos van a comunicarse como se dijo anteriormente, cuantos más, lógicamente más colisiones menos velocidad por el cable.

Dando inteligencia, el Switch

Por fuera un HUB es igual o muy parecido a un Switch, conectamos los cables que sean, el de ethernet o el de fibra o coaxial y los ordenadores pueden comunicarse.

¿Cual es la diferencia? el Switch tiene algo de inteligencia y sabe por que cable hay una IP o una MAC, eso lo guarda en su memoria, si tenemos uno o varios Switches en racks con los mil ordenadores de antes, ahora habrá menos colisiones, cada cable irá a un destino y el switch se encarga de evitar dichas colisiones.

Enrutando o dirigiendo tráfico

Por encima de los Switches están los routers, los routers hacen la conexión entre dos redes, por ejemplo, la red de tu casa y la red de Internet, esta era fácil.

Bien a gran escala los routers cambian de una red a otra, un router está en dos o más redes, si miras la red de tu casa verás que tus dispositivos tienen las siguientes IPs 192.168.x.x generalmente la primera x suele ser 1 o 0, pero las dos valen son las destinadas a redes locales. Exiten tres tipos de redes las redes esta es una red tipo B, imaginemos 192.168.1.x se pueden conectar 255 dispositivos, por eso es B, las redes tipo C pueden modificarse los dos ultimos parametros con lo cual 65025 y las redes tipo A solo tienen el primer número fijo.

Bién imaginemos dos redes B, 135.39.x.x y la 180.210.x.x una máquina de la primera la 135.39.8.23 quiere ver una web que está alojada en 180.210.25.48. Entre ambas hay un único enrutador, una máquina que ve ambas redes, por hacerlo fácil el router tiene la ip 135.39.1.1 y 180.210.1.1 pues estas dos redes están a un paso una de la otra, al router le llega la petición de la primera máquina y sabe por donde llevarla a la siguiente.

Típico router doméstico
Típico router doméstico

El ejemplo anterior se puede complicar todo lo que se quiera, y puede ser que el router necesite pasar por otra red antes de llegar a la última, o por N redes más.

Pues bien así es como funciona Internet, los routers saben como llegar a una IP, van aprendiendo caminos para llegar.

Router + Switch

Aunque existen los routeres y los Switches puros, por ejemplo todos los ordeandores de una oficina van a un rack con switches y de ahí a un router para internet. Generalmente los Routers suelen ser más complejos.

Un router, no el de casa, suele ser un dispositivo con varios routers virtuales, cada uno de ellos conectado a una red, pero también tiene un switch, porque no solo enruta si no que trata de no enviar el tráfico por todos los interfaces físicos.

Router Cisco
Router Cisco

De hecho, el router de casa, el típico, con WiFi y cuatro interfaces de ethernet, ya es un router más switch, enruta dos redes la LAN de tu casa y por PPP a internet, y hace switching entre los dispositivos WiFi y Ethernet.

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Routers, switches y HUBs
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Una pequeña introducción a las máquinas de Red, como funcionan y que hacen.
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Drouiz
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