Cap 3. Las Interfaces de un Router

A continuación se puede acceder al contenido del las distintas partes del capítulo de Interfaces de un Router del Manual Cisco CCNA:

• Las Interfaces de un Router
• Interfaces LAN
• Interfaces en Serie
• Interfaces Lógicas
• La Consola

Las Interfaces de un Router

Una interfaz de router suministra la conexión física entre el router y un tipo de medio físico de la red. Las interfaces Cisco a menudo se denominan puertos. Los puertos incorporados se designan por su tipo de conexión seguido de un número. Por ejemplo, E0 para el primer puerto Ethernet, E1 para el segundo, S0 para el primero puerto Serial, etc.

Los routers de gama baja como la serie 2500, son básicamente routers de estándar que vienen con un número predeterminado de puertos LAN, WAN y serie. Los routers de gama media o alta, como las series 4500 y 7500, son modulares y contienen ranuras abiertas en las que pueden instalarse varias tarjetas de interfaz.

En los routers modulares, no sólo pueden conectarse distintos tipos de interfaz, sino que además puede seleccionarse el número de puertos deseados en cada tarjeta. Por ejemplo, en una de las tres ranuras de un un router 4505 se puede instalar una tarjeta Ethernet que contenga seis puertos Ethernet, y en otra ranura una tarjeta con dos puertos Serial. Los routers modulares designan sus puertos por el tipo de conexión que utilizan, seguido del número de ranura y del número de puerto. Para saber qué interfaces están instaladas en un router, se utiliza el comando show interfaces.

Algunos routers tienen tarjetas Versatile Interface Processor (VIP), cada una de las cuales cuenta con una o dos ranuras para los adaptadores de puerto. Cada adaptador de puerto puede tener varias interfaces. En este tipo de dispositivos (únicamente las series 7000, 7500 y 12000), se usa la sintaxis Slot/Adaptador/Puerto para especificar un interfaz. Por ejemplo, si se quisiera hacer referencia a la segunda tarjeta VIP, primer adaptador, primera interfaz Token Ring, se usaría la sintaxis token ring 2/0/1.

Una interfaz, puede encontrarse en cualquiera de los siguientes estados, que podemos conocer en cualquier momento mediante el comando show interface.

• Activa (Up). Funciona con normalidad desde el punto de vista eléctrico, y recibe la señal adecuada de los cables que tiene conectados.
• Inactiva (Down). Se encuentra activa, pero no se comunica correctamente con el medio al que está conectada.
• Administrativamente inactiva (administratively down). Está configurada para estar apagada y no está operativa. Utilizaremos el comando shutdown para desactivar administrativamente una interfaz.

Interfaces LAN

Las interfaces de router más comunes para redes LAN son Ethernet, Fast Ethernet, Token Ring, FDDI y Gigabit Ethernet. Todos estos protocolos LAN utilizan el mismo sistema de direccionamiento físico de la capa de enlace, es decir, direcciones MAC hexadecimales de 6 bytes que se almacenan en la memoria ROM de la propia interfaz.

• Ethernet e IEEE 802.3. Ethernet lo desarrollaron a mediado de los años setenta varios investigadores del centro PARC de Xerox. Más tarde, el IEEE estandarizó un protocolo similar llamado IEEE 802.3, con algunas variaciones en los campos de las tramas. Tanto Ethernet como IEEE 802.3 proporcionan un rendimiento de red de hasta 10 Mbps y utilizan una arquitectura pasiva de red que utiliza CSMA/CD como estrategia de acceso al medio. Normalmente, el router se conecta a la red Ethernet por medio de un cable de par trenzado (UTP) y un conector RJ-45. Algunos router, como el 2505 de Cisco, proporcionan conexiones directas de hub que pueden utilizarse para conectar directamente estaciones de trabajo. Los dispositivos Ethernet o IEEE 802.3 pueden comunicarse en modo Half Dúplex (envíar o recibir) o Full Duplex (envía y recibir a la vez). El modo Full Dúplex sólo está disponible en una topología en la que están conectados directamente sólo dos dispositivos.
• Fast Ethernet. Opera a velocidades que pueden alcanzar los 100Mbps. Utiliza también CSMA/CD como estrategia de acceso al medio. Para sacarle partido, es imprescindible disponer de ordenadores con tarjetas de red Fast Ethernet, así como que el resto de dispositivos (hubs, switches, etc) soporten también Fast Ethernet. Su éxito se ha debido a que usa el mismo medio físico (sobre, par trenzado y fibra) que el Ethernet estándar. Puede funcionar en Half Dúplex y Full Dúplex. Una topología apropiada sería un switch que conecta 10 segmentos Ethernet a un segmento Fast Ethernet que se conecta a un router para poder acceder a la WAN. La mayoría de los dispositivos Fast Ethernet son capaces de detectar apropiadamente la velocidad y modo Dúplex del segmento.
• Gigabit Ethernet (IEEE 802.3z). Basado también en el estándar IEEE 802.3, se comunica hasta velocidades de 1Gbps, utilizando CSMA/CD como estrategia de acceso al medio, y soportando los modos Half Duplex y Full Duplex. Gigabit Ethernet combina la capa física de Fiber Channel y el formato de trama de Ethernet, funcionando exactamente igual en la capa de enlace y superiores. Los routers de la serie 7500 y los switches de la serie Catalyst 5500 admiten interfaces Gigabit Ethernet.
• Token Ring (IEEE 802.5). Es una arquitectura de red propietaria de IBM, estandarizada como el protocolo IEEE 802.5, que opera en una topología de anillos en vez de una topología de bus como Ethernet. Token Ring se ha implementado a velocidades de 4Mbps y 16Mbps, y usa el protocolo token capture para el acceso al medio, que a diferencia de CSMA/CD, evita totalmente las colisiones. Los routers que se utilizan en las redes Token Ring deben contener una interfaz especial Token Ring configurada en función del resto de dispositivos Token Ring. Podemos especificar la velocidad del anillo mediante el comando de configuración de interfaz ring-speed, como sería ring-speed 16. En un anillo de 16Mbps, también se puede habilitar la característica de early token release, mediante el comando de configuración de interfaz early-token-release. Para comprobar la configuración de una interfaz de este tipo, utilizaríamos por ejemplo el comando sh int tokenring0.
• FDDI. FDDI es una red de pasada de señal que utiliza dos anillos redundates como método de tolerancia a fallo, de modo que la red siga funcionando aunque uno de los anillos se interrumpa. Durante el funcionamiento normal, FDI usa sólo un anillo denominado anillo primario, de manera que utilizaría el segundo anillo o anillo de respaldo, sólo cuando se produzca un fallo en el anillo primario. FDDI a menudo se emplea como un segmento principal de fibra óptica para grandes redes, pudiendo proporcionar un rendimiento efectivo de hasta 100Mbps.

Se puede definir el modo dúplex de forma manual mediante el comando de configuración de interfaz full-duplex. Si se elimina este comando con el comando no full-duplex, la interfaz vuelve a su modo Half Duplex.

Tal vez necesite definir el tipo de medio de una interfaz Ethernet que disponga de varios tipos diferentes de conexiones físicas, como ocurre en un Cisco 2520 cuya interfaz ethernet0 dispone de un conector AUI y otro 10BaseT para la misma interfaz. Algunos routers son capaces de detectar automáticamente la conexión, pero otros requieren que se especifique expresamente es tipo de medio mediante el comando de configuración de interfaz media-type, como podría ser media-type 10baseT o media-type AUI.

Interfaces en Serie

Las interfaces en serie de router permiten conectar varias redes LAN utilizando tecnologías WAN. Los protocolos WAN transmiten datos a través de interfaces asíncronos y síncronos en serie (dentro del router), que están conectadas entre sí mediante líneas contratadas y otras tecnologías de conectividad suministradas por terceros. Las tecnologías WAN en la capa de enlace que más se utilizan en la actualidad son HDLC, X.25, Frame Relay, RDSI y PPP. Todos estos protocolos WAN se configuran en ciertas interfaces del router, como en una interfaz serie o una interfaz RDSI. La conexión física en serie de los routers Cisco es un puerto hembra de 60 pines, y soportan varios estándares de señalización como el V.35, X.21bis, y el EIA-530. Las interfaces en serie instaladas en routers no tienen direcciones MAC.

Las comunicaciones síncronas en serie utilizan un dispositivo de sincronización que proporciona una sincronización exacta de los datos cuando éstos se transmiten del emisor al receptor a través de una conexión serie. Las comunicaciones asíncronas se sirven de los bits de inicio y de parada para garantizar que la interfaz de destino ha recibido todos los datos.

• HDLC. Es un protocolo de la capa de enlace que se encarga de encapsular los datos transferidos a través de enlaces síncronos. En un router, los puertos serie están conectados a un modem u otro tipo de dispositivo CSU/DSU a través de cables especiales. La implementación HDLC de Cisco es propietaria, por lo que no puede comunicarse con implementaciones HDLC de otros fabricantes.
• Protocolo Punto a Punto (PPP). Es otro protocolo de la capa de enlace que soporta los routers Cisco. No es propietario, por lo que puede utilizarse con dispositivos de otros fabricantes. PPP opera tanto en modo asíncrono como síncrono, y puede utilizarse para conectar redes IP, AppleTalk e IPX a través de conexiones WAN. PPP se configura en el puerto serie del router que proporciona la conexión a una línea dedicada u otro tipo de conexión WAN.
• X.25. Es un protocolo de conmutación de paquetes que se utiliza en las redes telefónicas públicas conmutadas, utilizando circuitos virtuales. Es muy lento, ya que efectua muchas comprobaciones de error, al estar desarrollado para funcionar sobre líneas antiguas. X.25 normalmente se implementa entre un dispositivo DTE y un dispositivo DCE. El DTE suele ser un router y el DCE el conmutador X.25 perteneciente a la red pública conmutada.
• Frame Relay. Es un protocolo de la capa de enlace de datos para la conmutación de paquetes que reemplaza X.25, y que también utiliza circuitos virtuales. En una conexión frame relay, un DTE como un router, está conectado a un DCE del tipo CSU/DSU (la mayoría de dispositivos CSU/DSU pueden conectarse a un router utilizando un cable serial V.35). Otra posibilidad es que el router esté conectado directamente al equipo de conmutación de la compañía telefónica.
• Red Digital de Servicios Integrados (RDSI). Se trata de un protocolo WAN asíncrono que requiere que la red esté conectada a la línea telefónica a través de un equipo terminal comúnmente denominado modem RDSI. Sin embargo, también puede utilizarse routers de Cisco que integren una interfaz BRI, o conectar un puerto Serial del router a un modem RDSI.

Interfaces Lógicas

Una interfaz lógica es una interfaz únicamente de software que se crea mediante el IOS de un router. Las interfaces lógicas no existen como tales, pudiendo considerarse como una interfaz virtual creada por medio de una serie de comandos del software del router. Los dispositivos reconocen estan interfaces virtuales como interfaces reales, lo mismo que una interfaz de hardware, como un puerto serie. Se pueden configurar distintos tipos de interfaces lógicas en un router, como interfaces de retrobucle, interfaces nulas e interfaces de túnel.

• Interfaces de Retrobucle. Los retrobucles suelen configurarse en los routers de gama alta utilizados como routers fronterizos con un protocolo externo de pasarela como BPG. La interfaz virtual de retrobucle se crea y configura como la dirección de finalización para las sesiones del protocolo BGP. De esta forma, el tráfico se procesa localmente en el router, lo que garantiza la recepción íntegra de los paquetes en su destino final.
• Interfaces Nulas. Sirven como un muro de contención para impedir el paso de un determinado tráfico de la red. Por ejemplo, si no desea que el tráfico de una determinada red pase por un determinado router, y que lo haga por otros routers incluidos en la interconexión, se puede configurar la interfaz nula de forma que reciba y vuelque todos los paquetes que la red envíe a dicho router.
• Interfaces de Túnel. Puede utilizarse para conducir un determinado tipo de paquetes a través de una conexión que normalmente no soporta dicho tipo de paquetes. Por ejemplo, se puede configurar una interfaz túnel en dos routers para que se encarguen de enrutar paquetes AppleTalk desde sus respectivas redes LAN. Ambos routers estaría conectados por medio de una conexión serie. Los routers Cisco ofrecen el Protocolo Genérico de Encapsulación de Router (GRE) que se encarga de gestionar la encapsulación de paquetes transmitidos a través de una interfaz de túnel.

La Consola

Puede conectarse un PC al router para que actúe como consola del mismo, siempre y cuando disponga de un puerto serie y puede ejecutar algún tipo de software de emulación de terminal. El PC y el router deben conectarse por medio del cable enrollado que se incluye junto al router. Dicho cable viene cerrado en ambos extremos con un conector RJ-45, y viene acompañado de varios adaptadores serie para conectar al PC.

Una vez conectado el cable al PC y al router, debe configurarse el software de emulación de terminal en el PC (como el Hyper-Terminal, ProComm Plus o Tera Term Pro) con los siguientes parámetros de configuración.