Los routers operan en las capas 1, 2 y 3 del modelo OSI, conmutando paquetes entre redes basándose en las direcciones de la Capa 3 como las direcciones IP. Los routers usan esquemas de direccionamiento dinámicos como DHCP para asignar direcciones IP a los dispositivos de forma automática, permitiendo la comunicación entre redes.

1. CAPA DE RED

2. • El dispositivo principal que se describe en la capa de red es el router. En realidad,
los routers operan en la capa 1 (bits en el medio en las interfaces del router), la
capa 2 (tramas conmutadas desde una interfaz hacia otra interfaz), basándose en
la información del paquete y (capa 3) en las decisiones de enrutamiento

3. • El flujo de paquetes a través de los routers (es decir, selección de la mejor ruta y
conmutación hacia el puerto de salida adecuado) involucra el uso de las direcciones
de red de la Capa 3. Una vez que se ha seleccionado el puerto adecuado, el router
encapsula nuevamente el paquete en una trama para enviarlo hacia su próximo
destino. Este proceso se lleva a cabo para cada uno de los routers de la ruta desde
el host origen hacia el host destino.

4. Un router es un tipo de dispositivo de internetworking que transporta
paquetes de datos entre redes, basándose en las direcciones de la Capa
3. En networking, existen dos esquemas de direccionamiento: el
primero utiliza la dirección MAC, una dirección de enlace de datos (Capa
2); el segundo, utiliza una dirección ubicada en la capa de red (Capa 3)
del modelo OSI. Un ejemplo de dirección de la Capa 3 es una dirección
IP. Un router es un tipo de dispositivo de internetworking que transporta
paquetes de datos entre redes, basándose en las direcciones de la Capa
3. Un router tiene la capacidad de tomar decisiones inteligentes con
respecto a la mejor ruta para la entrega de datos en la red.

5. • Los puentes y los switches usan direcciones físicas (direcciones MAC) para
tomar decisiones con respecto al envío de datos. Los routers usan un
esquema de direccionamiento de Capa 3 para tomar decisiones con
respecto al envío de datos. Usan direcciones IP (direcciones lógicas) en
lugar de direcciones MAC. Como las direcciones IP se implementan en el
software, y se relacionan con la red en la que un dispositivo está ubicado, a
veces estas direcciones de Capa 3 se denominan direcciones de protocolo, o
direcciones de red.

6. El fabricante de la NIC generalmente es el que asigna las direcciones físicas, o direcciones MAC, que se
codifican de forma permanente en la NIC. El administrador de la red generalmente asigna las
direcciones IP. De hecho, es común que en el esquema de direccionamiento IP, un administrador de la
red agrupe los dispositivos de acuerdo con su ubicación geográfica, departamento o piso dentro de un
edificio. Como se implementan en el software, las direcciones IP se pueden cambiar con relativa
facilidad. Por último, los puentes y los switches se usan principalmente para conectar los segmentos de
una red. Los routers se usan para conectar redes separadas, y para acceder a Internet. Esto se hace a
través del enrutamiento de extremo a extremo.

7. Los routers conectan dos o más redes, cada una de las cuales debe tener un
número de red exclusivo para que el enrutamiento se produzca con éxito. El número
de red exclusivo se incorpora a la dirección IP que se le asigna a cada dispositivo
conectado a esa red.

8. Ejemplo: Usted desea enviar datos desde una red a otra. La red origen es "A"; la red destino es
"B" y el router se conecta a las redes "A, "B", "C" y "D". Cuando los datos (las tramas) que vienen
desde la red "A" llegan al router, el router ejecuta las siguientes funciones:
Extrae el encabezado de enlace de datos que transporta la trama. (El encabezado de enlace de
datos contiene las direcciones MAC origen y destino).
Examina la dirección de la capa de red para determinar cuál es la red destino.
Consulta las tablas de enrutamiento para determinar cuál de las interfaces usará para enviar los
datos, a fin de que lleguen a la red destino.
En el ejemplo, el router determina que debe enviar los datos desde la red "A " a la red "B" desde su
interfaz, con la dirección "B5". Antes de enviar realmente los datos desde la interfaz "B5", el router
encapsula los datos en la trama de enlace de datos correspondiente.

9. Una vez que ha determinado el esquema de direccionamiento para una red, debe seleccionar
el método para asignar direcciones a los hosts.
Existen principalmente dos métodos de asignación de direcciones IP:el direccionamiento
estático y el direccionamiento dinámico. Independientemente de qué esquema de
direccionamiento utilice, dos interfaces no pueden tener la misma dirección IP.

10. Direccionamiento estático
• Si asigna direcciones IP de modo estático, debe ir a cada dispositivo individual y
configurarlo con una dirección IP. Este método requiere que se guarden registros
muy detallados, ya que pueden ocurrir problemas en la red si se utilizan
direcciones IP duplicadas. Algunos sistemas operativos como, por ejemplo,
Windows 95 y Windows NT, envían una petición ARP para verificar si existe una
dirección IP duplicada cuando tratan de inicializar TCP/IP. Si descubren que hay una
dirección duplicada, los sistemas operativos no inicializan TCP/IP y generan un
mensaje de error. Además, es importante mantener registros porque no todos los
sistemas operativos identifican las direcciones IP duplicadas.

11. Direccionamiento dinámico
• Protocolo de resolución de dirección inversa (RARP)
El Protocolo de resolución de dirección inversa (RARP) relaciona las direcciones MAC con las direcciones
IP. Esta relación permite que algunos dispositivos de la red encapsulen los datos antes de enviarlos a
través de la red. Es posible que un dispositivo de red, como, por ejemplo, una estación de trabajo sin
disco conozca su dirección MAC pero no su dirección IP.Los dispositivos que usan RARP requieren que
haya un servidor RARP en la red para responder a las peticiones RARP.
• Veamos un ejemplo donde un dispositivo origen desea enviar datos a otro dispositivo y que el origen
conoce su dirección MAC pero no puede ubicar su dirección IP en la tabla ARP. Para que el dispositivo
destino pueda recuperar los datos, los pase a capas superiores del modelo OSI y responda al dispositivo
origen, el origen debe incluir tanto la dirección MAC como la dirección IP. Por lo tanto, el origen inicia un
proceso denominado petición RARP, que lo ayuda a detectar su propia dirección IP. El dispositivo crea un
paquete de petición RARP y lo envía a través de la red. Para asegurarse de que todos los dispositivos de
la red vean la petición RARP, usa una dirección de broadcast IP.

12. Una petición RARP está compuesta por un encabezado MAC, un encabezado IP y
un mensaje de petición ARP. El formato del paquete RARP contiene lugares para
las direcciones MAC tanto destino como origen. El campo de la dirección IP origen
está vacío. El broadcast se transmite a todos los dispositivos de la red; en
consecuencia, la dirección IP destino se establece con números unos binarios
exclusivamente. Las estaciones de trabajo que ejecutan RARP tienen códigos en la
ROM que les hacen iniciar el proceso RARP y ubicar el servidor RARP.

13. Protocolo BOOTstrap (BOOTP)
• Un dispositivo usa el protocolo BOOTstrap(BOOTP) cuando se inicia, para obtener una dirección IP.
BOOTP usa el Protocolo de datagrama de usuario (UDP) para transportar mensajes; el mensaje UDP se
encapsula en un datagrama IP. Un computador utiliza BOOTP para enviar un datagrama IP de broadcast
(usando una dirección IP destino de todos unos: 255.255.255.255). Un servidor BOOTP recibe el
broadcast y luego envía un broadcast. El cliente recibe un datagrama y verifica la dirección MAC. Si
encuentra su propia dirección MAC en el campo de dirección destino, entonces acepta la dirección IP del
datagrama. Como en el caso de RARP, BOOTP opera en un entorno de cliente-servidor y sólo requiere un
intercambio de paquetes. Sin embargo, a diferencia de RARP, que solamente envía de regreso una
dirección IP de 4 octetos, los datagramas BOOTP pueden incluir la dirección IP, la dirección de un router
(gateway por defecto), la dirección de un servidor y un campo específico para el fabricante. Uno de los
problemas de BOOTP es que no fue diseñado para suministrar una asignación de direcciones dinámica.
Con BOOTP usted puede crear un archivo de configuración que especifique los parámetros para cada
dispositivo.

14. Protocolo de configuración dinámica del
host (DHCP)
• El Protocolo de configuración dinámica del host (DHCP) se ha propuesto como sucesor del
BOOTP. A diferencia del BOOTP, DHCP permite que un host obtenga una dirección IP de forma
rápida y dinámica. Todo lo que se necesita al usar el servidor DHCP es una cantidad definida
de direcciones IP en un servidor DHCP. A medida que los hosts entran en línea, se ponen en
contacto con el servidor DHCP y solicitan una dirección. El servidor DHCP elige una dirección
y se asigna a ese host. Con DHCP, se puede obtener la configuración completa del
computador en un solo mensaje (por ej., junto con la dirección IP, el servidor también puede
enviar una máscara de subred).

15. Para que los dispositivos se puedan comunicar, los dispositivos emisores necesitan tanto las
direcciones IP como las direcciones MAC de los dispositivos destino. Cuando tratan de
comunicarse con dispositivos cuyas direcciones IP conocen, deben determinar las direcciones
MAC. El conjunto TCP/IP tiene un protocolo, denominado ARP, que puede detectar
automáticamente la dirección MAC. ARP permite que un computador descubra la dirección MAC
del computador que está asociado con una dirección IP.
Nota: Otro componente principal de IP es elProtocolo de mensajes de control en Internet (ICMP).
Un dispositivo usa este protocolo para informar al emisor de un mensaje que hay un problema. Por
ejemplo, si un router recibe un paquete que no puede enviar, le enviará un mensaje al emisor del
paquete. Una de las diversas características del ICMP es la petición de eco/respuesta de eco, que
es un componente que prueba si un paquete puede llegar a destino haciendo ping al destino.

16. Un paquete de datos debe contener una dirección MAC destino y una dirección IP destino. Si le
falta una u otra dirección, los datos no se transportan desde la Capa 3 hacia las capas superiores.
De esta manera, las direcciones MAC y las direcciones IP cumplen una función de equilibrio
mutuo. Una vez que los dispositivos determinan las direcciones IP destino de los dispositivos
destino, pueden agregar las direcciones MAC destino a los paquetes de datos.
Hay muchas maneras en que los dispositivos pueden determinar las direcciones MAC que se
deben agregar a los datos encapsulados. Algunos mantienen tablas que contienen todas las
direcciones MAC y direcciones IP de los otros dispositivos que están conectados a la misma LAN.
Estas se denominan tablas deProtocolo de resolución de direcciones (ARP), y asignan direcciones
IP a las direcciones MAC correspondientes.

17. Cada computador de una red mantiene su propia tabla ARP. Siempre que un dispositivo
de red desee enviar datos a través de una red, usa la información que le suministra su
tabla ARP. Cuando un origen determina la dirección IP de un destino, el origen consulta
su tabla ARP a fin de ubicar la dirección MAC del destino. Si el origen ubica una entrada
en su tabla (dirección origen destino para dirección MAC destino), enlaza, o relaciona,
la dirección IP con la dirección MAC y la usa para encapsular los datos. Luego el
paquete de datos se envía a través de los medios de networking para ser recibido en el
destino.

19. Para que un dispositivo se pueda comunicar con otro dispositivo de la red, debe suministrarle
ungateway por defecto. Un gateway por defecto es la dirección IP de la interfaz en el router que se
conecta con el segmento de red en el cual se encuentra ubicado el host origen. La dirección IP del
gateway por defecto debe encontrarse en el mismo segmento de red que el host origen.Si no se ha
definido ningún gateway por defecto, la comunicación sólo se puede realizar en el propio segmento
de red lógica del dispositivo. El computador que envía los datos realiza una comparación entre la
dirección IP destino y su propia tabla ARP. Si no encuentra coincidencias, debe tener una dirección
IP por defecto que pueda utilizar. Si no hay un gateway por defecto, el computador origen no tiene
ninguna dirección IP destino y el mensaje no se puede enviar.

20. Protocolos enrutados
• EL Protocolo Internet (IP) es un protocolo de la capa de red, y como tal se puede enrutar a
través de una internetwork, que es una red de redes. Los protocolos que suministran soporte
para la capa de red se denominan protocolos enrutados o enrutables. Los protocolos como,
por ejemplo, IP, IPX/SPX y AppleTalk suministran soporte de Capa 3 y, en consecuencia, son
enrutables. Sin embargo, hay protocolos que no soportan la Capa 3, que se clasifican como
protocolos no enrutables. El más común de estos protocolos no enrutables esNetBEUI.
NetBeui es un protocolo pequeño, veloz y eficiente que está limitado a ejecutarse en un
segmento

21. Para que un protocolo sea enrutable , debe brindar la capacidad para asignar un número de red,
así como un número de host, a cada dispositivo individual. Algunos protocolos, tal como el
protocolo IPX, sólo necesitan que se le asigne un número de red; estos protocolos utilizan una
dirección MAC de host como el número físico. Otros protocolos como, por ejemplo, IP, requieren
que se suministre una dirección completa, así como también una máscara de subred. La dirección
de red se obtiene mediante una operación AND de la dirección con la máscara de subred.

22. Ejemplos de protocolos de enrutamiento
• Los protocolos de enrutamiento (Nota: No se deben confundir con los protocolos enrutados) determinan
las rutas que siguen los protocolos enrutados hacia los destinos. Entre los ejemplos de protocolos de
enrutamiento se pueden incluir el Protocolo de Información de Enrutamiento(RIP), el Protocolo de
Enrutamiento de Gateway Interior (IGRP), el Protocolo de Enrutamiento de Gateway Interior
Mejorado (EIGRP) y el Primero la ruta libre más corta(OSPF) .Los protocolos de enrutamiento permiten
que los routers conectados creen un mapa interno de los demás routers de la red o de Internet. Esto
permite que se produzca el enrutamiento (es decir, la selección de la mejor ruta y conmutación). Estos
mapas forman parte de la tabla de enrutamiento de cada router.

23. En la capa de enlace de datos, el datagrama IP se encapsula en una trama. El
datagrama, incluyendo el encabezado IP, se maneja como si fuera datos. El router
recibe la trama, elimina el encabezado de la trama, luego verifica la dirección IP destino
del encabezado IP. El router luego busca esa dirección destino en la tabla de
enrutamiento, encapsula los datos en una trama de capa de enlace de datos y la envía
hacia la interfaz correspondiente. Si no encuentra la dirección IP destino, el router
descarta el paquete.